电影拍摄中机械及自动化设备发展现状分析

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摘要：1 背景 引起观众的新鲜感和好奇心,让观影人从内心进入创作人构造的世界,为观影者精神欲望释放提供一种途径,这种效果是电影存在的原动力之一。特效镜头可以让观众在很短的时间内

1 背景

引起观众的新鲜感和好奇心,让观影人从内心进入创作人构造的世界,为观影者精神欲望释放提供一种途径,这种效果是电影存在的原动力之一。特效镜头可以让观众在很短的时间内进入电影内容空间。

CG技术在电影特效内容制作中具有重要的作用。结合虚拟摄像机、动作捕捉以及表情捕捉等技术,艺术家创造出了各种奇幻和无法实际拍摄的震撼镜头。然而在CG技术使用时,还有多种自动化设备同时工作,为演员表演、摄像机、灯光和道具等提供支撑、独立运动和配合运动。

本文考虑科技与艺术的融合,以近年来获得奥斯卡视觉特效奖及提名影片所使用视觉特效技术为指引,分析电影拍摄中机械及自动化设备的使用情况,并提出电影自动化设备的发展趋势。(主要参考影片参见文后附表。)

2 电影特效制作中机械及自动化设备作用分析

本文主要从视觉效果、特效制作方案以及技术特点或难点三个方面对机械及自动化设备进行分析。

2.1机械模型

在 《魔弦传说》中,使用了大量的机械模型用于定格动画的拍摄,如图1所示[1]。除了传神的美工技术,模型小关节的设计和制造需要满足形象运动的完整灵活性。这类模型没有驱动装置,模型的造型和变化全部靠手工完成。

图1 《魔弦传说》模型结构

2.2电驱动机械模型

图2 《魔弦传说》独眼怪

电驱动机械模型,主要用于解决多个运动轴同时运动的机械模型。这种自动化系统由于模型内部空间尺寸有限、模型重量或者内部需要安装照明等其他设备的原因,无法依靠演员在模型内部同时控制多个运动关节协同运动,故使用电机控制完成。通常,模型没有固定的结构体系,每个形象都需要单独设计一套相对简单的运动机构以及一套操作系统。这类模型通常与绿幕配合使用,如图2所示[1]。

2.3支撑结构

在定格动画电影中,由于拍摄的离散性,模型一般都有支撑结构。支撑结构可以提供位姿调整功能,对于入镜的支撑结构,全部用绿色粉刷。部分场景的制作,也需要用到支撑结构,如图3所示。

图3 《魔弦传说》模型支撑机构

图4 《星际穿越》中飞船姿态调整

一些大尺寸异形模型的支撑和静态位姿调整,有时会用到静态绳索系统,如图4所示[2]。涉及失重的电影拍摄,演员的表演会用到动态绳索系统,如图5所示[3]。在电影 “阿凡达”中,为了拍摄演员与虚拟飞龙的互动,同时使用了动作捕捉设备、姿态控制运动平台以及绳索系统,如图6所示[4]。与支撑架和姿态调整平台不同,绳索系统的点支撑使得演员表演具有更多的灵活空间。

绳索系统的操作方式基本上都采用轴控制方式,大部分只控制演员的位置。这种方式的好处是操作方式简单易懂;缺点是对于任意一个镜头,操作员需要提前练习一段时间用于学习理解相应运动的操作方法,并且现场需要时间与其他部门配合。操作问题也存在于电动伸缩摇臂的使用过程中。对于复杂的绳索系统,绳索布局、控制算法以及操作方式是设计的难点。

图5 《地心引力》中的绳索系统

图6 《阿凡达》中的绳索系统

图7 姿态控制平台

2.4姿态控制平台

姿态控制平台,主要用于调整道具或者演员的身体形态。大多数电影中的驾驶舱内镜头或真实无法实现的近景镜头采用这种方式拍摄,通常与绿幕或者LED屏幕 (或投影)配合使用,如图7所示[5-7]。与绿幕相比,LED屏幕可以让演员参照场景配合表演,减少后期制作的复杂程度。所以,最近两年,所有需要演员与环境交互的镜头,大多采用光屏方法。

同时,姿态控制平台的另一个特点是可以和摄像机运动配合,通过两个自动化设备的相对运动,结合Light Box,得到演员在太空中360度失重旋转运动的合成效果,特效实现需要预先的设计和编程,如图8所示[3]。

图8 地心引力中的演员姿态控制平台

2.5灯光系统

图9为电影 《魔弦传说》中的灯光组架[1],可以随意安装多个光源。每个光源基座可以设置控制光线角度以及一定位移范围。如果希望获得灯光自动排布算法,除了人工智能可以助力,还必须有目标指引功能。这种理念很难实现,因为美的定义属于仁者见仁,很难量化确定。

图9 灯光组架

2.6 Motion Control系统

图11 《地心引力》中的MC系统

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文章来源：《自动化应用》 网址: http://www.zdhyyzz.cn/qikandaodu/2020/0813/572.html

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