基于图像的照明有怎样的力量

The power of image-based lighting
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片场基于图像的照明(image-based lighting)是个相对崭新的概念,但Quasar Science进行的前沿革新与行业教育正在把这项技术带入行业主流。

从第一位灯光师打开开关起,布光追求的就是能表达情感又有沉浸感,并且能修饰环境中演员身体特征的逼真布光。

灯光技术人员用了数不尽的工具来为布光增添生动感。柔光纱、旗、柔光网、剪影遮光片、色纸、反光板、滤镜、调光器、柔光灯柱(covered wagon)、电子频闪调光盒(Flicker Box,可用于模拟火光、烛光、电视、焊接、接触不良的灯的闪烁)……

而如今,施展布光的画布发展到了虚拟制作LED墙。虽然我们对精确布光的追求保持不变,但实现这一诉求的工具和技巧发生了翻天覆地的变化。

论为虚拟制作环境布光,分出了两派想法:使用视频墙本身布光和/或使用传统布光灯具。两种方式各有短板,两者结合则比较复杂。

虽然LED墙具有不仅用来投影虚拟环境同时可以自行布光的潜力,但其布光效果却没有那么理想。LED面板通常仅使用RGB二极管,它们非常适用于采集静态图像,但用于为演员布光则显出不足。RGB二极管有限而尖峰突出的光谱不能准确呈现肤色、布料或色彩,产生的结果并不理想。

选择更新式的LED面板为光谱引入白色二极管,但使用最广泛的LED墙只有RGB二极管。本质上,它们的设计初衷是用来看的,不是用来照明的。

另一方面,传统的布光灯具会呈现更准确的肤色,但要在虚拟制作影棚里实现这一点却很复杂,因为灯具必须要与跟踪系统同步起来,而跟踪系统集成了摄影机运动跟高配置计算机在LED墙上回放的媒体素材。

过去,我们用过的一些快捷方式包括“穷人的手法”(Poor Man’s Process,译者注:影视制作中指的是拍摄车辆驾驶场景的传统手法,让车子看似在行驶实则并没有动)、“火光技法”(fire gag,译者注:用布光在镜头前创造出现场有火的错觉),以及人工制造阴影,但这些限制了电影人,无法创造出在视觉上尽可能逼真的环境布光。

如今,有了虚拟制作中的基于图像的照明(IBL),要创造出逼真而主动式的拍摄对象的布光就跟回放某个视频资产一样简单。

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虚拟制作中的基于图像的照明(IBL)提供了一种动态而高效的方式来创造高品质、沉浸式的虚拟环境。
什么是IBL?

IBL是一种视效技术,该技术将一张360°照片映射到一个数字领域内,以利用真实世界的照明数据来精确地为一个场景布光。光源及其与环境的一切互动都会以精确的细节采集下来,这样才能实现带有所有细微差别的逼真布光。

这个概念其实已经存在好几年了,并且已成功应用于生成相片级真实的CG环境的视效中。虚拟制作的到来,以及将传统布光集成到虚拟环境中的需求,驱动着在片场将IBL投入实际应用的需求。

Quasar Science开创了这一潮流。技术销售经理艾玛·戈特利布(Emma Gottlieb)解释道:“因迪士尼的《曼达洛人》(The Mandalorian)而流行起来的初代虚拟制作以视频墙将演员包围其中。虽然这些高预算的剧集得到了令人惊艳的结果,但对于大部分项目来说,这些虚拟影棚的价格出奇高昂。还有一个显著的问题是,(LED墙)视频面板本身的设计初衷是用作户外标识牌,它无法发出艺术家们为了呈现逼真肤色所需的完整光谱的光。”

自此,出现了二代虚拟制作。新的趋势是,LED墙规模变小,由基于图像的照明来共建有沉浸感的环境。

“不仅屏幕上的效果可以媲美甚至赶超高端虚拟影棚能实现的效果,同时拍摄成本大幅下降,”戈特利布说,“更棒的输出让动态布光在摄影机内获得了更惊人的视觉冲击。”

Quasar Science的研发成为了这种进步的关键,工程师们发现了一个能创造出像素化、可编程、色彩正确的LED灯具的机会。

“市面上有许多优秀的灯具,但只能用于制造商内置给它们的色彩空间,”戈特利布说,“我们决定要做的是,将传统布光灯具的原理与视频墙的原理结合起来,构成一套解决方案。”

Rainbow灯应运而生,它是一款密集像素化的LED布光灯具,电影的布光技术人员可以用它轻松映射转码后的媒体文件,并发出全光谱、色彩准确、符合环境的光。

“IBL可以让你将一个阵列的Rainbow 2或Double Rainbow灯用作低分辨率、高输出和高保真监看设备,实时回放任何资产,最适合搭配LED虚拟影棚来正确匹配任何环境。”戈特利布补充道。

Quasar Science并未止步于此。它还打通了更多用法,可以将任意专业布光源融入IBL方案。

“你可以将整个Quasar生态系统放入Rec.709色彩空间——这是视频墙和摄影机都能读取的标准广播色彩空间。突然之间,LED墙、摄影机和灯具都能在同个色彩空间中运行了。”

这种突破让布光技术人员可以将传统灯具的色彩空间设置成匹配LED墙上回放的转码视频的色彩空间。

现在,这些色彩空间包括Rec.709、sRGB线性和sRGB曲线,以及Quasar原生色彩空间RGBX。“我们首先聚焦这些是因为,它们是LED面板制造商设计内置到品牌视频墙里的色彩空间。”戈特利布解释道。

将IBL带入市场的挑战

无可逃避的一个事实是,IBL是一套相当复杂而高级的技术,其中媒体服务器、视频墙和照明控制台编程等元素都需要无缝一体化。再者,全球的虚拟制作电影制作社群规模仍然相当小,并且处于实验阶段。

在认识这一点的基础上,Quasar Science利用影视行业罢工导致行业停摆的时机建立了一个带有教程与演示的教育项目。数十位摄影指导(DP)、灯光师和布光技术人员对IBL的理论与历史、工作原理以及这种方式的创意优势进行了学习。

这次培训在美国进行,Quasar总部就在这里,由于收到了非常积极成功的反馈,公司计划在2024年于英国推出同样的教育项目。

“教育与实践支持是构建每个人技能组合的关键,包括我们自己也是如此,”戈特利布说,“我们也在了解大家想要知道什么,人们希望如何运用这项技术,以及我们可以如何帮助他们实现目标。”

这也是Quasar Science与其他了解该技术方方面面的集成商和专家成为合作伙伴的原因。其中最主要的合作伙伴就是Assimilate,他们是Live FX这款LED墙视频回放像素映射解决方案软件的开发者。

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Quasar Science灯具矩阵可以直接通过以太网接收数据,选择VRGB/RGBVW配置后,可以让灯具准确匹配回放素材与LED墙的色彩空间。

扩展阅读:Assimilate Live FX欢迎你来到基于图像的照明革命!

开悟瞬间

对于DP或灯光师来说,最大的收获是,这些根本没你想象的那么难。

“IBL不再像从前那么困难,”戈特利布坚称,“我们30分钟内就能教会布光技术人员如何使用IBL。IBL并不是新事物。它本质上是一种基于此前已存在的布光原理的技术。我们只是让大家以一种不同的方式去思考那些原理。我们亲眼见过,只要你把大家聚到一起解释明白这项技术,大家对其潜力都会感到十分兴奋。”

对于制片人来说,相较于高规格虚拟影棚要耗费的数十万美金,IBL惊人的性价比也是不容忽视的优点。

那么对于创意人员呢?想象一下如果是现在拍摄《2001太空漫游》(2001: A Space Odyssey)中大卫·鲍曼穿梭在银河隧道中会是怎样的?有了IBL,拍摄工具大大扩展。电影行业中的创意技术人员会如何使用IBL,我们拭目以待。布光技术的进步与概念化与IBL的出现是脱不开关系的。它是行业百年奋斗的一个技术顶峰。

扩展阅读

出处:Adrian Pennington | 英国电影摄影师杂志

翻译:LorianneW | 盖雅翻译小组

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