火力全开:游戏引擎扩展电影制作视角

影视制作

上图为HBO《权力的游戏》(Game of Thrones)第八季剧照,The Third Floor公司在剧集拍摄阶段提供实时渲染——例如,在构图、取景和表演时辅助呈现一条龙(如上图)。该公司还为前期制作阶段的“勘景”提供虚拟版本的故事取景地。


“导演们想要的是迭代。他们想尽早找出所有可能存在的挑战,这样你越快能看到结果,理解所有的问题,并实现另一个迭代就越好。实时引擎能使这一过程迅速发生。就像在玩一款电子游戏。”

Noah Kadner


虚幻引擎、Unity之类的游戏引擎,正如这个总称顾名思义,最初是为开发实时应用程序(即电子游戏)而设计的。近年来,硬件和软件的进步使这些引擎进入了摄影指导(DP)的视野中。现在,游戏引擎被用来为电影制作者创建各种类型的可视化,包括previs,techvis和postvis——甚至是电影项目中的摄影机内的最终动作和图像,例如《狮子王》(The Lion King)和《曼达洛人》(The Mandalorian)。

《曼达洛人》使用了LED墙系统(也被称为“the Volume”虚拟影棚),在Epic Games的虚幻引擎的帮助下,电影制作者能在照片级真实(或接近照片级真实)的环境中,在摄影机内实时拍摄演员。
图源:François Duhamel,SMPSP,Lucasfilm Ltd

Autodesk的Maya和3ds Max等传统3D动画应用程序一直在视效领域中扮演着举足轻重的角色。然而,这些软件性能相对较慢,因此它们的优势更多地直接体现在前期和后期制作上,相比实景真人拍摄阶段,在这两个阶段来说时间没那么重要。这些3D应用程序会优先考虑最终图像质量而不是性能;因此,图像渲染的时间很容易花上每帧数小时甚至数天时间,具体取决于镜头的复杂性和硬件的计算能力。

对比之下,游戏引擎一开始就针对速度进行优化,其次才是提升图像质量,通常是60帧/秒或更高的帧率。在过去几年中,电脑的图像处理单元(GPU)所实现的重大技术突破使得这些引擎可以在保留实时速度的情况下渲染达到制作品质的图像。

与这种硬件上的改进相匹配的是,Epic Games(虚幻引擎开发商)和Unity Technologies(Unity开发商)等开发者都对自身软件进行了优化,以便直接用于影视制作管线中。这些变化旨在支持传统电影摄影和计算机生成图像的交叉区域——这种变化能以多种方式为电影制作者提供服务。

马特·沃克曼(Matt Workman)是一名DP兼软件开发者,他致力于通过打造Cine Tracer(一款用虚幻引擎构建的实时电影摄影模拟器)来进一步消除电影制作与CG之间的界限。该应用程序直接提供给电影制作者使用——能让人在模拟的、用户设计的电影“布景”中查看现实世界的摄影与布光道具的效果,从而制作高度精准的镜头可视化。

DP兼previs艺术家马特·沃克曼的实时“电影摄影模拟器”Cine Tracer由虚幻引擎驱动

“我的背景包括十年的传统电影摄影从业经验,大部分都是在纽约附近的广告项目,”沃克曼说,“那时,我与许多视效公司合作制作过很多视效密集型广告——因此我开始在3D中打造可视化预览工具来与团队进行沟通和做计划。几年前,我开始开发Cine Tracer,以求让这一工作流进展的效率更高。我将它(设计为)一款电子游戏(控制方式类似第三人称射击游戏),但它的目的是帮助电影制作者快速实现镜头可视化。”

“我曾经去学校学过计算机科学,但我总是在钻研3D,”他说,“幸好,当时已经是2020年,YouTube已经有了,上面有海量的免费可用教育资源,这简直太棒了,只要你有时间和耐心去学习。”

“大多数拥有技术背景的DP都能很快上手(游戏引擎驱动的previs)。假如你想增加一些从窗外照进来的光,几个步骤就能很快实现。这和你在现实世界中的操作是一样的。”

沃克曼在LED虚拟影棚进行演示。其背后逼真的背景实际上是投在LED墙上的一张图片。

关于实时引擎相比更加传统的计算机动画软件所拥有的主要优势,沃克曼指出:“(主要优势是)迭代时间更快了。如果你想看到摄影机(为某个特定镜头)运镜,从而决定先拍特写镜头再拉镜头拍摄广角会是什么样子——如果要用Maya来观看这一运镜变化,那你也许得花上两个小时来渲染高质量的120帧画面。而在虚幻引擎中,这一变化可以迅速发生。”

除了实时渲染这一显而易见的优势,The Third Floor公司的虚拟制作负责人凯西·沙茨(Casey Schatz)将这些软件和硬件创新视为,推动像The Third Floor这样的视效公司和DP开展更深层且直接合作的方式。“从历史上来说,作为previs的创建者,我们很早就加进了项目中,通常是在DP还没招进来之前,”他说,“所以,一部分的工作之前已经完成了,当DP进入项目时,他们常常感觉自己在按部就班。没有任何一位视效从业者喜欢这种方法。我们都在尝试融入电影制作的工作流中,电影制作自卢米埃尔兄弟时期就已存在了。”

“几年前,游戏引擎对于电影制作还没那么有用。虚幻引擎中的虚拟摄影机没有焦距,也没有胶片背板(即片门)——它只有一个视场。现在,虚拟摄影机有焦距、胶片背板、景深、f-stop、ISO和快门速度设置。Epic甚至将ACES色彩工作流也加进了渲染管线中。”

“对传统电影制作的尊敬和认可已经融入到了软件之中,”沙茨补充说,“所以你可以说:‘我正用Panavision Primo镜头拍摄变形素材,’我们会有包含这些焦距的菜单,这样你就无法给你的真实镜头组合中没有的焦距做previs了。”

目标始终是,即使是一个从未接触过电脑的优秀DP也能坐在一位计算机艺术家身旁,用他们感到舒适的语言交谈——f-stop、T-stop、快门速度、胶片ISO、颗粒、反光、柔光——这些已经存在超过一个世纪的传统电影摄影术语。

凯西·沙茨 | The Third Floor虚拟制作负责人

“我现在正在用维塔数码专利的实时引擎——Gazebo,来制作《阿凡达》(Avatar)的续作(译者注:本文写于2020年),”他说,“在我们在新西兰拍摄真人画面前,这部续集——《阿凡达:水之道》(Avatar: The Way of Water)的DP拉塞尔·卡朋特(Russell Carpenter,ASC)坐下来与布光人员进行了交谈。他们一起确定了电影的基调、情绪、整体主光方向、主光与辅光比例等;所有这些都是使用拉塞尔惯用的(电影术语)完成的。因此,传统电影摄影与计算机图形之间的鸿沟正在日渐消失。”

确实,高分辨率交互式图像的渲染时间已经进步到能按原样显示在屏幕上,或只需在后期进行微调即可的程度——例如应用在《曼达洛人》的技术一样。“这是我们的目标,”格雷格·弗莱瑟(Greg Fraser,ASC,ACS,他曾与巴里·“巴茨”·伊都因-Barry ”Baz” Idoine一起为Disney+《星球大战》-Star War系列担任DP)表示,“我们想打造这样一种环境:不仅有利于提供满足视效的构图,而且有利于在摄影机内实时、以照片般真实的感觉捕捉这些视效,这样演员能处在一个正确布光的环境中——所有元素都处在最佳拍摄时刻。”

当被问及实时引擎中的哪一进步推进了他们与传统电影摄影的协同合作时, 沙茨解释说,是模拟反光的性能这一对传统电影摄影来说非常重要的元素,这一性能是具有颠覆性的,原因在于只在近期才能实时模拟反光或接近实时。“(在previs阶段)一位传统DP会看着一个镜头说:‘如果我们在6英尺(约1.8米)外放一盏Kino Flo灯,再加一个反光板,拍出来会是什么样?’现在,我们可以快速且准确地查看拍摄效果。在这些技术进步之前,计算机布光更类似于舞台布光;你可以对着一盏灯投下阴影,但随后你得通过在侧边增加其他强度更低光源来模拟反光。”

与沙茨在The Third Floor共事的一位同事——实时开发者约翰森·托马森(Johnson Thomasson,曾参与制作《曼达洛人》《毒液:致命守护者》《怪兽王哥斯拉》)较为直接地参与到了真人电影摄影和实时动画的交集工作中——确切来说是通过动作捕捉技术和“虚拟摄影机会议”。

“实时动画的一大优势是为电影制作者提供‘练习时间’,”托马森说,“我们曾参与制作《克里斯托弗·罗宾》(Christopher Robin),该片的DP马蒂亚斯·凯尼瑞泽(Matthias Koenigswieser)可以使用一个虚拟摄影机设备,从影片中回放动画,并录制他的运镜,这样他就能练习自己的掌机技能。他可以直接体验12英寸高(约0.3米)的小猪皮杰和(主角儿时场景中)4英尺高(约1.2米)的克里斯托弗·罗宾之间的身高差异。”

“给这二人进行构图真的是一个挑战,在前来参与我们的虚拟摄影机会议之前,他从未考虑过这件事,”托马森继续说,“会议让马蒂亚斯在真正开拍前能设计出自己的构图。他当天在拍摄空白画面(即空白实拍原档),但由于已经在虚拟环境排练过,他已经知道正确的构图应该是什么样的。当导演和DP参与虚拟摄影机会议后,他们会发现新的点子,探索、拓展并结合他们的创意。”

“另一个优势是景深的实体呈现,而这在过去的previs渲染中一直不够完善,”托马森补充说,“虚幻引擎的景深摄影机模型基于真实的摄影机。所以在虚拟摄影机会议中,DP可以问我们在哪一档,并得到反映实际视觉模型的答案。从我的经验来说,当DP了解到这一性能后,他们就会想利用它,因为景深是DP工具箱中最为强有力的工具之一,用于在前期制作阶段的早期以电影语言沟通他们的选择。”

“对于那些并没有大量参与过视效大片的导演,当他们第一次去到片场时会是一次全新的体验。但在一个压力小、观众少的情况下(做准备),通过(实时交互性previs)进行探索和练习能帮他们为片场做好绝佳的准备。”

展望未来,斯塔茨看到,游戏引擎与真人电影摄影变得越来越密切。“硬件和软件将会(继续进步),而且,哪些图像是实时的,哪些不是,这会变得越来越难以分辨,”他说,“这是为了为故事服务而非炫技。数字预演协会(The Previsualization Society)的宗旨是‘在pre中搞定’。在你踏入片场前,能交互性地构思出越多创意选择越好。”

前期准备变身拍摄制作

数字预演协会成员凯莱布·德夏奈尔(佩戴眼镜者),罗伯特·莱加托(右)以及Magnopus公司的虚拟制作制片人A.J.许铎正在制作照片级真实的动画长片《狮子王》,该片在游戏引擎Unity的协助下制成。

游戏引擎技术能在模拟电影制作环境中为DP提供可视化预览的方法——但这种技术本身也可作为电影制作媒介。在游戏引擎技术的协助下,身经百战的DP凯莱布·德夏奈尔(Caleb Deschanel,ASC)得以利用自己丰富的传统电影摄影经验,以完全虚拟的角色和布景(除了一个镜头非虚拟)来拍摄《狮子王》。使这一操作变为现实的是视效总监罗伯特·莱加托(Robert Legato,ASC)以及Magnopus公司的技术员和艺术家团队,他们将Unity游戏引擎与各种传统的dolly车、摇臂、三脚架以及其他运镜工具结合,让德夏奈尔能手动操作虚拟摄影机,同时直接与实时动画互动。

“对我来说,以这种方式拍电影最重要的是拥有足够的视觉细节,这样就能做出我在片场经常做出的同样决定,”德夏奈尔告诉《美国电影摄影师》,“这会告诉你如何给镜头构图和布光。”虽然暂时还未达到照片级真实的程度——制作过程稍后会在伦敦的MPC公司展开——但电影制作者的拍摄对象通过实时交互系统填满了充足细节,“足以让你可以读懂拍摄对象的情绪,并理解特写/广角镜头需要拍到何种程度。”德夏奈尔说。

除了担任这项技术的推动者,莱加托还是虚拟摄影机摄制组的重要成员,他补充说:“我们本质上是在给使用斯坦尼康的斯坦尼康操作员或使用dolly车的dolly车操作员做动作捕捉。有了游戏引擎,所有事情都是实时的,并且处在你的掌控之下。你只需要走过那些看起来适合拍摄的地方进行拍摄就行。并且,由于是实时,你可以说:‘我把它调低/高一点,或让我保持相同的机位,用20毫米取代24毫米试试。’你正在利用你的现场直觉,这从根本来说是年复一年的经验,而非对事物进行过度理论分析。”

有了这些可以使用的工具,德夏奈尔和摄制组成员不仅能捕捉虚拟电影摄影中的动作和构图,还能做出视觉设计选择。“我会和(灯光总监)萨姆·马尼斯科(Sam Maniscalco)在片场分析所有布景的文件,他也是我的灯光师,”德夏奈尔回忆,“我们可以从350种不同的天空中做选择,为每个场景提供正确的情感。这就像一位(处在传统环境中的)DP,但能拥有比你平时多更多的控制。在(传统片场中),你无法控制云朵和天空,所以在整个拍摄日中你都得‘逐日’。这很令人兴奋,也很有趣——我真的很惊讶。”——诺亚·坎德纳

从左至右为:《狮子王》导演乔恩·费儒、德夏奈尔以及美术指导詹姆斯·钦伦德。几人正探索previs的世界。

出处:Noah Kadner | 美国电影摄影师

翻译:Katja | 盖雅翻译小组

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