近年来，电影预演、动作捕捉等多种数字电影技术正在逐渐改变电影拍摄的过程。在多种数字技术成功应用到影视技术的过程中，电影拍摄使用的机械及自动化设备也在悄然更新换代。本文以奥斯卡视觉特效奖影片所使用技术为导向，结合最新的数字特效技术的实际应用，分析了机械及自动化设备在电影拍摄中的作用。在此基础上，提出了电影中机械及自动化设备的应用特点。综合性的智能影棚将成为一种发展趋势。

 

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。

 

电影特效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。

 

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。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。

 

（a）骨架结构         （b）现场布景           （c）海洋模拟结构

 

电驱动机械模型 modelwith motor drive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，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。

 

（a）机械结构    （b）眼球结构和驱动系统    （c）美工后的模型

 

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。

 

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。涉及失重的电影拍摄，演员的表演会用到动态绳索系统。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。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。本文来源于南京宣传片制作公司

 

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。

 

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。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LightBox，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变成。

 

“魔弦传说”中的灯光组架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，除了人工智能可能助力，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。Light Box、姿态调整平台以及MC系统协同使用，目的是获得后期CG虚拟环境光与实拍影像匹配。同时，可以在演员没有实际大幅度运动的情况下，获得复杂旋转运动的拍摄效果。以保证所有部分都做到了导演希望的程度为目标，控制并减少浮动变量数量，拍摄效率就会提高。MC的特点在于无论重复多少次，摄像机和光影的配合都完全一致。只要演员表演到位，拍摄即可成功。另一方面，多拍摄系统配合的主要问题在于部件重量、运动范围和相互的运动关系。

 

The Third Floor公司定义MC系统的作用为直接用MC实现预演中虚拟摄像机的运动轨迹，目的是提高预演数据的利用率，提高实拍速度。在“火星救援”中，通过技术预览，确定了包含光照效果的MC系统以及演员的运动过程。

 

随着CG技术的成熟，电影拍摄越来越多的集中到一个具备天气模拟系统、道具快速成型系统、动作捕捉和表情捕捉系统、灯光和摄像机MC系统等的综合摄影棚中。电影“奇异博士”中，特效团队做了大量的数字环境替换工作。除了加德满都的外景是实地拍摄，其他的寺庙内景、屋顶戏和香港的戏份，都是在伦敦的摄影棚拍摄的。“奇幻森林”、“少年派的奇幻漂流”等影片也都有综合摄影棚的特点。