揭秘《阿凡达》诞生之谜

《阿凡达》诞生之制作篇

早在2007年，虚拟制作人员就和演员一起做了测试，确定演员的身体在表演捕捉系统中的位置，到4月以后，Cameron开始在Playa Vista摄影棚拍摄《阿凡达》。通常情况下，刚开拍的时候，虚拟艺术部门根据概念设计为预定的拍摄计划布置环境。然后，第一助理导演Josh McLaglen会提前巡查一番，检查虚拟艺术部门的布景，确保一切符合镜头需要。Cameron回忆说：“前几次我来的时候，我们用了半天的时间纠正舞台布景，这样我才能拍摄。所以，最后我说：‘好吧，我们先提前巡查一下。把这些最低级的问题解决好，起码要确保虚拟艺术部门的布景符合镜头的最低要求。如果镜头要求瀑布，就弄一个瀑布来。如果镜头需要你采取行动，确保我们需要的东西都在那里。’这是第一步。”

虚拟艺术部门收集完所有舞台布景、道具和角色素材以后，动作捕捉的工作人员要进行测试，确保虚拟镜头的密度不要超出系统的实时播放能力。Nolan Murtha解释说：“镜头的内容越多，实时播放的可能性就越小；所以我们需要先测试，确保能够实时捕捉到场景。”

虚拟环境的数据发送给舞台工作人员以后，他们就建造镜头里出现的山川、树木、森林、藤蔓和其他环境元素的实体模型。Cameron说：“我们要创建和虚拟场景相匹配的舞台布景，我们在平面的动作捕捉舞台上拍摄，但是丛林或者山川里的东西都不是平的。那里有山谷，突起的岩石，斜坡以及各种各样的东西。所以我们必须创建一个实际的场景，既可以支持演员，又能够迅速的导入虚拟环境中。刚开始没人知道该怎么做，我们就把这件事搁置了一段时间。最后，我说：‘把舞台分成几个6英尺高的架子。每个6英尺高的方形架子上都有滚轮车，我们就在这上面建造地形的起伏。各个滚轮车锁在一起就像是一幅巨大的拼图。’他们进一步扩展了这个想法，在这些6英尺高的架子上使用了数字解码系统，这些6英尺高的大架子构成了多边形栅格，举个例子，拍摄41A这场戏的时候，我们发现可以用一个栅格拍摄，然后把它拆开，再把下一个栅格移进来， 15分钟内我们就这准备好拍摄下一个镜头。完全设计好以后，我们就可以用这个栅格子系统拍摄整部电影，从一个镜头转到下一个。”这些滚轮车不仅能当做与数字环境相匹配的实体代表，也可以作为演员能接触到的布景。“开始我们使用他们搭建各种地形，然后又增加了无遮挡的布景专门用于接触，比如攀抓的藤蔓或者可以跳过的原木。”

虽然用高清摄像机拍摄的主要目的是为Weta Digital的动画师提供参考，但它也有其他的用途，这样能创建一个与实拍电影相似的拍摄环境。这有助于导演拍摄和画面设计，也有助于演员了解了他们和镜头的关系。当Cameron在数字环境里增加摄像机的时候演员也知道画面会成什么样。Murthan说：“根据机位的不同，演员的表演也不一样，拍摄远景的时候，他们的动作幅度要比拍摄特写时大。传统方法是先拍摄动作捕捉然后再增加所有的摄像机，一直以来大家都是这样做的，这样拍摄容易产生一个问题，因为演员不知道什么时候该拍特写或者远景。在动作捕捉舞台上，对于他们来说所有镜头都一样。所以就没有了演员在拍摄远景和特写时表演的细微差别。而且仅仅告诉他们该怎样演也不会起作用。“如果摄像机在50英尺以外，你对演员说说：‘OK，像拍特写镜头那样表演吧。’演员不会表现出真正特写镜头的细腻的，所以不同机位的表演是不同的。”

Cameron会审查拍摄好的数字素材，必要时加入其它元素或者做一些改变。Murtha说：“Jim会说：‘那边的火再大点’或者‘给直升机重新定时’。我们只有几天时间来做这些，有时要改变几个镜头或者整个序列，因为在审片阶段我们看的东西都是Motion Builder制作的模板：CG角色应用了已经处理好的动作捕捉，CG环境都是低分辨率的形式。对于这种低分辨率的模型，替换整个环境或者改变一个镜头要花费我们一天一夜的时间，因为我们手中都是些低分辨率的素材，一个很长的镜头在Motion Builder里只用半小时就可以渲染出来。但是同一个镜头，到Weta手中要用上百个小时去渲染。”

把环境和背景调整到Cameron满意以后，他就开始加入摄像机了，他使用虚拟摄像机在CG场景里移动。Matt Madden说：“Cameron会有选择性地用镜头把表演都拍摄到，虚拟摄像机的实时输出会分配给Avid，他们的编辑会把这些镜头组合到一起。在上载新场景的那段时间里，有事Cameron会走过去，坐在剪辑师的旁边，一边看他们如何剪辑，一边等待下一个场景的载入。加载完一个新的场景以后，如果他觉得先前的拍摄还不错就会准备下一组镜头。”精确的剪出一个镜头并添加好摄影机以后，我们就叫这个镜头“模板”。我们把模板交给Weta Digital。Nolan Murtha说：“实际上我们交给Weta Digital的是粗糙的、游戏级的镜头，但完整地加入了特效、环境、包括薄雾和云，角色等。最终电影中会有的东西这个游戏级的镜头里都有。

在组合好的舞台布景上拍摄，Cameron首先会使用虚拟摄像机和一组替身演员拟定镜头。在没有previz(形象化预览)或故事版的情况下，拟定过程就是对摄像机和动作的自由发掘，本质上就是形象化预览或故事版。Cameron说：“我们基本上是边拍摄边制作，这样也可行。不会破坏最终的结果，就是有些混乱，主要是由于我们没有能及时地弄清楚这项技术，拍摄前没有完成预先的动作捕捉。后来又临近最后期限，主要角色的演员又都来了。但是我们从来没放弃使用替身演员设计镜头的想法。我们一直都是先设计场景，然后通过替身演员设计好镜头，最后拍摄演员的表演。那个只有6、7个特技替身演员的小组绝对非常重要。他们都是出色的动作表演者，所有的替身演员都能表演，他们饰演了很多不同的角色。Kevin Dorman几乎表演过所有的角色，包括Quaritch、Jake、Mo’at、Neytiri等。我们想给他颁发美国演员工会奖（SAG Award）的所有奖项!”

大多时候Cameron都在拍摄穿着动作捕捉服装、戴着面部捕捉设备的演员，只用几天做了拍摄前的布景巡查和设计镜头。Cameron说：“通常，我们大概用10天的时间巡查动作捕捉的场景，然后再用10天捕捉演员的动作。然后就会回到编辑室，剪辑所有的镜头，把剪好的镜头交给Weta，然后再出去巡查几天。”演员在舞台上表演，Cameron把虚拟摄像机作为取景器来设计镜头，虚拟摄像机就是通向虚拟世界的窗口。Nolan Murthan解释说：“Jim把虚拟摄像机作为取景器，来观看虚拟的环境。虽然等演员都走了以后，他经常重新增加机位,，但是仍然要事先安排好镜头，他要在拍摄前实时观看虚拟的环境。”

安排好镜头以后，Cameron就把注意力都集中到表演和高清摄像机拍摄上了，Cameron站在有8到12个高清摄像机的舞台上，从不同的角度拍摄演员，虚拟摄像机作为“摄像机A”是场景的中心。Richard Baneham说：“我们要从主摄像机拍摄不到的角度拍摄特写、中景和远景镜头。如果一个场景里有两个演员，我们要拍摄远景镜头来展现他们的互动，中景镜头来表明他们的相关性，中景镜头通常都是拍摄膝盖以上的部分，然后就专注于特写镜头。如果要拍摄一个复杂的手部细节或者交换道具之类的东西，我们会用一个专门摄像机。”

后来，Stan Winston工作室又制作了等比例的纳美人模型，有10.5英尺那么高。Rosengrant说：“这些都是通用的男女纳美人模型，在片场它们会提醒大家在镜头里角色应该有多高。”等比例的模型都穿戴上了Weta Workshop设计和制作的服饰和珠宝。我们要扫描已经做完的模型，并生成3D数据，再把这些3D数据交给Weta Digital，他们利用这些数据建立通用的高分辨率的纳美人角色。

Weta开创了全新的基于真实物理的工作流。Letteri：“多年来我们的目标一直是让镜头更真实，我们想要计算出现实。比如说，在几个主要角色Jake、Neytiri和Tsu’Tey的模型的处理上，我们为他们按照真实人体创建了肌肉。过去CG模型的“肌肉”建在皮肤的里面，肌肉随着关节的移动而移动，简单说原理就是这样的。而我们创建的是真正的肌肉、脂肪和组织。Weta从洛杉矶得到模板文件之后，就开始做匹配的模型，根据他们的草图，做出对应的高模。”完成了模板的匹配之后，Weta艺术家们就根据需要自己完成模型，当布景需要的时候就绘制植物和地被植物来挡住新增加的布景，其余要添加的植物都在Massive软件里进行模拟。“我们使用Massive进行播种，然后再以自然的方式种树。比如说，有的树采光不够，模拟中就会死掉。模拟还会自己创建地被和其他植物。不用花很大的力气我们就能得到非常真实的森林。”

原始的概念设计中，CG角色和演员外形的差异非常大，纳美人和阿凡达的嘴稍微有点前伸，有一点儿动物的迹象，两只眼睛的位置更接近脸的侧面。但是当Weta开始测试模型能否和演员表演相匹配的时候，他们发现了演员和角色的脸部差异过大了。特别是眼睛，眼睛是表情匹配的关键。因此，模型师在Maya和ZBrush中重新雕刻了模型，他们把角色的眼睛拉到了脸的前面，这样更接近人类，同时还对照着演员修改了眼睑褶皱和额头的形状。

在雕刻阿凡达模型的时候，我们加入了更多的演员特征，这样确保人们能认出饰演他们的演员。在所有的阿凡达中，Grace的阿凡达最难雕刻，因为它是纳美人和年轻时的Sigourney Weaver的混合体，只有这样才能符合故事情节，因为Grace的阿凡达肉体在18年前就培育出来了。为了仿照那个年龄段的Sigourney Weaver作为参考，Stan Winston 工作室把她饰演《异形3》时的图片导入Zbrush，用这些图片雕刻出Grace的阿凡达的特征。不论处于哪个年龄段，Weave的特征都是最不适合阿凡达脸的。Jim Cameron解释道：“纳美人有很宽的、像狮子一样的鼻子，就像是脸中间有块砖头。他们还有向前突起的眉毛和很高的颧骨。这些特征都和Sam Winthington的脸很匹配。有些地方很适合Sigourney的脸，她也有高颧骨和棱角分明的下巴。但是她的鼻子又窄又高；我们试着把纳美人的宽鼻子加到她脸上，但是那样就完全看不出是她了，你再也认不出那就是Sigourney Weaver。所以我们必须跟John和他的团队进行交流很多次，他们很了不起。他们有很多年的化妆设计经验，知道应该怎样做，怎样才能做出不长宽鼻子的Grace阿凡达。在Grace的阿凡达上我们就用了Sigourney的鼻子，这种办法也产生了很好的效果，因为角色仍然有大眼睛和其他特征。”

为了给Cameron提供比3D图像更实在的东西，在不同的灯光下可以摸得着看得见的东西，在对主要演员进行扫描和的基础上，Stan Winston 工作室给主要的纳美人和阿凡达角色制作了真人尺寸的半身像。Rosengrant说：“在计算机上看3D世界里的角色和能够托着模型并给它打灯是不一样的。我们对演员的雕像进行加工，然后再把它雕塑成纳美人或者阿凡达。这些雕塑都是真人尺寸一样大，但不是纳美人的尺寸。把它们做成真人大小，我们就很容易保留演员的特征。我们还制作了真实尺寸的全身模型。”

到目前为止，对Weta来说，最困难最精细的部分就是那些面部特写，特写镜头中的动画既要演员表演匹配，又要和捕捉的动作匹配。制作过程中，Richard Baneham一直和Dave Clayton和Andy Jones保持着密切的合作，他说：“这部影片的关键就是要从表现那些温馨的瞬间，一切潜台词和内心独白都是从表情表演中体现出来的。作为观众，当我们看电影的时候，会一直盯着角色，会和角色产生情感上的共鸣。所以我们的特写中要表现出全部的情感。重建这些感人的面部特写需要使用表情捕捉数据和HD素材，当然还不可避免的要设置关键帧。Andy Jones说：“如果表演捕捉能够完美地应用到角色上，那就太美好了。实际没有这么简单，动画师要做的是分辨并添加表情捕捉中缺失的内容，像是嘴唇的抖动，或者眼眉轻微的动作。就是这最后的十分之一的调整让一切更真实的。我们不改变已有的素材，而是在原有表演的基础上添加细微的变化。”

对我们来说，演员头部摄影机拍摄的素材只是原始的表情捕捉信息，只能给我们少量的参考，因为这些摄影机离演员的脸太近了，拍摄的都是鱼眼镜（超大广角）图像，镜头中演员头部的动作也很少，因为头的上半部分不在摄影机角度内。这样，动画师只能大部分依靠当时现场拍摄的HD素材。Cameron 说：“演员的面前有6台或8台HD摄影机，从排练开始每一场戏我都在那，我们让他们把整个电影中的情节都表演出来，包括全部表情和情感。这对动画师制作表情动画有帮助。

Baneham说：“我们的生死都在于那些HD素材上了，这些素材不仅对动画师有用，还能帮助Cameron审片。他在审查的时候会把动画和特写的原始素材进行对比，然后决定‘过了’或者‘不行’。随着项目的深入，他动画师们越来越有信心，对原始素材参考得就比较少了，后来他就只看动画部分，不看原始素材了，全凭直觉提出反馈，到最后我们都不怎么依赖实拍素材了。但是项目前期就像是脸部摄影机、参考摄影机、和绑定部门之间的一场婚姻一样。Andy Jones、Dave Clayton和我一遍又一遍的审查表情动画，直到能够表现出了应有的情感为止。”

之后我们给角色穿上了衣服，又发现衣服看起来不够真实了，我们必须给衣服增加多边形。还有大力士直升机（Samson helicopter），原来直升机在做模型展示的时候看起来很漂亮，但是把Jake放进直升机里之后，直升机就像是塑料玩具一样。所以大力士直升机也要增加面数。一切都像病毒传染一些样，每次我们往镜头中增加新的好的元素的时候，其余的效果都要提高到同一水平。

Weta刚刚加入阿凡达制作的时候，Joe Letteri就告诉Cameron 和Jon Landau，他们要花一年时间用于研发和创建新的工作流程。这个预言非常精确，只是Weta从洛杉矶的视觉制作部门开始收到模板文件的时候，工作流就差不多定下来了，这些模板最开始发到Weta的layout部门，动画技术主管Shawn Dunn把不同的元素分开，重新进行渲染。Letteri说：“我们整理好原始素材，然后用高分辨率的元素替换对应的元素，然后解决所有的问题。有的时候问题很多，在舞台上他们做了很多应急的措施。比如说，当他们需要一棵大树的时候就会把树放大20倍，这样等我们导入高模的时候，树的叶子非常大，树干比例也不对，这些问题我们都要解决。”Weta还修改了低分辨率模板中一些不规则的角色动画。“我们修改了演员在脚步和地面的接触点，不然多通道的镜头中，角色之间容易产生穿插。所以在进入动画之前，layout过程很漫长，就是为了保证一切都没问题。”

Dave Clayton是《金刚》的动画主管，Weta的动画基础工作都是他完成的，他做了很多生物的动作研究，比如在项目刚开始的时候，他制作了4个斑溪兽的飞行循环。Andy Jones成为这部影片的动画导演的时候，Clayton当时管理着45位动画师。Jones说：“Dave是无价的！拍这部片子的时候，我的时间比以往更紧张，为了尽快完成最终动画，我要一直做审查。当我审片子的时候，Dave就带领动画师完成任务。”

一些特定的序列交给了6个动画主管来完成，他们是Jan Philip Cramer, Dan Barrett, Mike Cozens, Robyn Luckham, Alex Burt 和Ben Foster， Nick Craven专门为大场面previz设置动画。这些动画主管和他们的组员完成了110分钟的电脑动画，其中有180个镜头和超过1000个数字元素。

Weta扫描了角色的设计草图，然后创建了面部的高模，这个过程中，他们在原有设计的基础上做了一些更改，这样做是为了更好地把演员的表情传递到纳美人和阿凡达的脸上。Cameron说：“经常有人问我，你什么时候能做出人类？我的答案是，肯定比长着狮子眼睛、尖牙和大眼睛的蓝人要早。因为相比之下，重建一个Sam Worthington要容易得多，因为那样CG角色和真人表演将是完全匹配的，而且是一对一匹配，但是我们为什么要那样做呢？直接拍Sam Worthington就可以了！我们所做的是更难的，在外形不同的情况下，我们完成了Neytiri的表演和Zoe匹配，Jake的表演和Sam匹配。脸部模型最终确定之前，Weta动画组就为角色创建了功能强大的面部绑定。这些复杂的绑定可以弥补从表情捕捉相对低端的数据。Andy Jones和Weta面部主管Jeff Unay开发出了以肌肉为基础的面部绑定。这项技术使用了Paul Ekman开发的Facial Action Coding Systerm（面部表演编码系统），Paul Ekman是专门研究人类表情的心理学家。Jones说：“FACS（面部表演编码系统）用数字对全部面部肌肉进行了编码，如果你想要一个生气的pose，只要你输入正确的数字，系统就会知道驱动哪些肌肉。”

对Weta的动画师来说，即使有FAC系统的帮助，面部绑定仍然是极大的挑战，经过了一个漫长艰辛的过程，他们优化了这些绑定。Cameron说：“他们第一次给我看的动画太烂了。我们已经投入太多了，花了那么多钱，又克服了那么多的困难之后，我第一次看到Jake和Neytiri的动画之后，天哪！我都想自杀！但是我们没有回头路，只能竭尽全力，最终我们的动画越来越好了。”