立体电影拍摄现状及难点解析

1.立体拍摄技术现状

照相术的发明催生了电影艺术的诞生，人们最初的想法很简单：记录并再现眼睛所看到的客观现实。电影诞生之初的影像带给人们惊喜和震撼，而当观众适应了这些活动影像后，人们很快就发现，这种影像从本质上来说与我们所见的现实是有很大的差异和距离感的。人们便想通过已认识的立体成像原理，创造更“真实”的影像。

立体成像原理其实并不难理解，人眼在观察外界物体时，不仅能看到物体的外形，还能够辨认物体的距离、物体之间前后位置和方向等，这与人眼的三维视觉特性有关。人在观察外界物体时，左右眼分别看见二维景物的左侧和右侧的细节，在视网膜上形成有水平视差的两个相似的二维像，这两个二维像经过复现，通过视网膜传到大脑里，经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近、深浅，从而产生立体感，形成三维立体图像（图3-7）。这也是立体视觉的重要线索。

立体电影的制作，完全“复制”了人眼的这种成像功能，模拟人眼三维图像形成的过程，先把左右眼的单眼图像分别记录下来，通过放映机和相应的立体放映设备，让观众左右眼分别看到相应的单眼图像，再通过大脑复现成三维图像。在技术上，就是要实现左右双画面放映并分别映入观众的左右眼，将立体还原从而产生立体效果。

图3-7　三维立体成像原理

由于两眼位置不同，左眼仅能看到AB面，右眼仅能看到AC面，经人脑判断后，就能感知物体的距离。

进入21世纪，数字技术已经有了突飞猛进的发展。立体电影也因为有了技术上的完善，所以重新在市场上出现。在之后的几年中，立体电影犹如雨后春笋一般在电影市场上涌现出来。《阿凡达》（2009年）、《爱丽丝梦游仙境》（2010年）、《霍比特人》（2012年）、《环太平洋》（2013年）、《冰雪奇缘》（2015年）、《比利·林恩的中场战事》（2016年）等，随着3D立体电影规模的不断扩大，其市场影响力已经不可同日而语，也证明了3D立体电影巨大的市场潜力。3D立体电影的时代已经到来，我们一次次地受到立体电影的召唤，动画业巨头皮克斯公司的第一部动画立体电影《飞屋环游记》，让观众在电影院中体验皮克斯动画真正的完美效果；《地心历险记》这样的数字实拍3D影片也不断涌现出来；电影巨擘詹姆斯·卡梅隆有史以来制作的规模最大、技术最先进、堪称电影史伟大里程碑的立体电影《阿凡达》；还有乔治·卢卡斯甚至想把《星球大战》系列都改成3D版本，想到X战舰在宇宙中穿梭，帝国战舰迎面而来，种种冲击视觉的场面令人期待。随着越来越多的3D电影问世，电影又将绽放出更为夺目的光彩。

立体电影的技术发展经历了很长的阶段，其拍摄手法与技术水平已大不同从前了。早期好莱坞的电影公司为把观众从电视机前拉回电影院里，创造了一种新的技术手段来呈现影像。他们用两台摄影机模拟人左右两眼的视线，同时从两个不同的角度拍摄两条不同的影像，然后将这两条影像合到一起同时放映在银幕上，便会产生一种“立体”效果。

如今，立体摄像机的发明让立体电影的拍摄方式更加方便，这种摄影机有两个镜头，镜头之间的距离与人眼之间的距离相似，大约为60mm。它通过单机双镜头来模拟人的双眼，同时拍摄两个视角的画面，构成立体电影的深度。近年来，立体拍摄设备可谓遍地开花，在美国拉斯维加斯举办的全美广播器材博览会（NAB）上，美国商业奇才、图片摄影师出身的传奇人物吉姆·扬纳德发布了全球首部数字电影摄影机（RED Digital Cinema）（图3-8），引起电影界的广泛轰动，震惊业界。RED ONE逐步开始在欧洲和好莱坞的中小独立制作中广泛流行，甚至连大牌导演也开始饶有兴致地尝试它。RED ONE画面成像的清晰度为4520×2540像素，这是目前数字电影的最高清晰度标准。不仅如此，此摄影机还是4520P逐行拍摄模式，使数字电影在成像景深上依然保留了传统胶片摄影的美学风格和美感。更让电影摄影师们欢呼雀跃的是此摄影机采用了电影业内流行的胶片电影摄影机镜头接口（PL Mount），使得过去深受摄影师喜爱、得心应手的胶片电影摄影机镜头都可以再次发挥作用。

图3-8　立体摄影机RED

在《阿凡达》中大放异彩的Fusion 3D摄影系统为立体拍摄的发展奠定了坚实的基础。身兼作家、导演和监制的詹姆斯·卡梅隆及摄影指导、Fusion 3D摄影系统研发人、PACE公司的创办人文斯·佩斯花费了8年的时间拍摄了多部立体纪录片和电影，完成了革命性的Fusion 3D摄像技术。大规模使用Fusion 3D摄影系统带给《阿凡达》的是势不可当的影像力量，向观众展现了超越以往任何一个时期的立体效果。拍摄《阿凡达》时，系统主要使用的是SONY HDC-F950摄像机，个别场景是运用SONY HDC-1500摄像机作补拍。Fusion 3D摄影系统能胜任多种复杂和恶劣环境下的拍摄任务，获取更高质量画质，不仅完善了立体拍摄技术的发展，更通过《阿凡达》宣告了一个新视觉时代的到来。

拍摄完成之后，下面卡梅隆面临的就是寻找强大的特效工作室了。目前，在全球范围内，制作电脑特效最为有名的公司有三家，他们分别是：工业光魔（导演乔治·卢卡斯为了《星球大战》的拍摄而创立）、数字领域（卡梅隆自己的公司，承担了《泰坦尼克号》等电影的特效制作）和维塔工作室（《指环王》三部曲、《金刚》都是该公司承担特效制作）。

可以这么说，其中的任何一家都可以在世界电影特效上独当一面，但是神奇的卡梅隆却将其他两家公司成功地说服，三家公司一起合作制作《阿凡达》的特效，正因为如此，我们才见到了史无前例的特效制作。

当然，术业有专攻，三家公司在特效制作上分工也很明确，工业光魔只负责后期特效，维塔只负责动作捕捉和表情捕捉，数字领域负责其他的“打杂”特效。至此，一支传奇、高效的团队诞生了。他们的目标只有一个，为全球观众带去最为震撼的视觉特效，共同去畅游那个神奇的潘多拉星球。

2.典型的立体拍摄方式

在立体拍摄中，会遇到几个“距离”的问题。首先，解释两个与立体成像密切相关的名词，“物距”是指被拍摄物体与相机的距离；“间距”是指双机镜头的距离，也有称瞳距、目距。当物距约在5～10m近距离拍摄的情况下，只有视差合适，才能拍出立体感，使主体清晰，不胀眼、无平面感。如果视差太大，双眼所见不同的东西差别太大，人眼难于重合，就会不舒适也无法达到立体。

最佳立体角度：视差夹角控制在12°以内（图3-9），这是人眼的最佳立体观看角度。正常视力的人在日常生活中的阅读状态是书本距离人眼大约30cm，这时左右眼形成的夹角约为12°，在这个状态下眼睛不易疲劳，视野明晰，看得真切，感觉也舒适。在这个位置上，眼睛的视角差最大，所以这个时候的立体感也最强。为什么进行拍摄时的机位移动角度要限制在12°之内？立体拍摄本身就是在模仿人眼看景物，所以拍摄要符合眼睛的习惯。长久以来人类已经习惯了12°之内的视角差，12°之内的图像的差别，经过我们大脑的运算就能够关联起来，虽然左右眼看到的影像有差别，但是大脑能够识别到我们左右眼是在看同一个物体，而且正是由于这种图像的差别使得我们大脑产生立体空间的感觉。

图3-9　最佳立体拍摄效果示意图

如果拍摄的时候大于12°，那么这两张照片因为视角差过大，所得到的两张照片的差别也过大，对于这两张差别太大的相片，我们的大脑不会认同，大脑无法把它们关联起来，认为我们看到是两个无关联的影像。如果轻微超过12°夹角，会很累眼，立体感会不太自然。严重超过12°夹角的，就毫无立体感可言了，只会胀眼。总之，视差12°的左右两个图像是我们人类能够接受的最佳范围，在12°范围内移动都能拍出立体效果，只不过是立体感的强弱问题而已。

通常我们会有这样的视觉体验：我们明明知道太阳、月亮是立体的圆球，但我们却无法看出它的立体感来，在视觉上认为它们是圆盘而非圆球。那是因为它们离我们实在太远了视角差几乎是零。由此经验我们可知，物距越大，眼睛的夹角就越小，视角差就越小，立体感也越弱。反之，物距越小，眼睛的夹角越大，视角差越大，立体感就越强。但是这里要注意的是物距并非越近越好，景物如果过分近，过分小于30cm，眼睛夹角就会太大成为我们俗称的“斗鸡眼”，这个时候人们就头晕眼花，甚至连东西都看不清了，更不用谈什么强烈的立体感了。

双机夹角控制在6°以内这一点也需要特别注意（图3-10）。图像的立体感是由景物的前后纵深感引起的，左右画面完全重合的地方，就是与屏幕齐平的地方，控制出屏、入屏与此有关。我们提到了立体中一个重要概念—屏，它是与纵深方向相垂直的一个厚度为零的平面。反映在立体图中，屏的位置处在左右眼景物完全重合的地方，也就是没有重影的平面上，是图像本身所在的位置。一幅图片从近到远一共包括前景、中景和背景三个部分，如果背景画面与屏重合，前景和中景就会出屏；如果前景与屏重合，那就是中景和背景入屏；如果是中景重合，那就是背景入屏，前景出屏。

若双机夹角大于6°，左摄影机L拍摄景象A，在屏幕上的投影位置为L′，右摄影机R拍摄景象A，在屏幕上的投影位置为R′。L′和R′出现在屏幕的不同位置，通过画面分离技术，L′只能被观众的左眼看见，R′只能被右眼看见，两眼视线交叉于A′，观众感知的A已不在屏幕上，即已产生出屏效果（图3-10），形成了一个有距离信息的立体像A′，而屏幕与A′的背景重合。这样，现实场景中的物体A，就立体地还原在观众眼前。

若双机夹角小于6°，左摄影机L拍摄景象A，在屏幕上的投影位置为L′，左摄影机R拍摄景象A，在屏幕上的投影位置为R′，两眼视线交叉于A′，这时观众感知的A也不在屏幕上，而是深陷屏幕内，产生入屏效果（图3-11）。

图3-10　出屏效果

图3-11　入屏效果

通过实际拍摄，我们发现在进行大场景、远距离拍摄时，为获取更大场景内的立体效果，我们会拉大摄影机间距，这样一来在成像上带来的一个最大问题就是，出现了“小人国”现象。这里所说的“小人国”现象，是指画面中的景物或人物与环境大小比例出现偏差，其真实感大大降低，好似正常人观看微缩模型中的景物。这些影像的出现都是因为在拍摄大场景时，增大了摄影机间距所造成的。原因也很简单，在近距拍摄时我们保持两台摄影机之间的距离是接近人眼瞳距的60mm，而拉大两台摄影机的间距就好比放大了人眼的距离，是一个“大人”在观看影像。试想这种效果不正是我们看微缩模型时的视觉体会吗，主体和景物之间的比例发生了变形，在大场景中的景物都变成了“小人国”的景象了。要避免这种情况，可以使用半透半返摄影机的方式进行拍摄，但这对于光线要求较高。从理论上来说，这种方式拍摄会减损一半的光线，但实际操作时可能会损失更多的光线，如果对于室内拍摄来说也是一个大的挑战。

3.立体拍摄技术难点

（1）营造“沉浸式”体验：我们在观看3D电影的时候会发现，它给予人感官上的刺激是十分直接的，这也是这类电影吸引观众的一大法宝，充分满足观众对于视觉立体感的需求。那种配合着声音渲染的身临其境之感是普通2D电影无法给予观众的。在观看3D电影的过程中，那种沉浸感（Immersive）是十分强烈的，尤其是很多观众在观看3D电影时，都是不自觉地伸出手，去抓出现在眼前的景物。

那些距离甚远、被融进背景的景物，无法给观众强烈的立体视觉，唯有选择近在咫尺、呼之欲出的人物或景物，才能让观众感觉身临其境。因此我们在拍摄时要尽量“贴近”被摄物体；在制作电影时，需要将这种立体感充分强调并突出。带给观众非同寻常的视觉体验，使观众能够完全沉浸其中。

（2）立体空间纵深感的强化：长久以来，传统电影作为一种平面的二维影像，在多年的发展中已建立起了一套自己的电影语言体系，来模拟人们对于立体感、纵深感等视觉经验的印象，尽力弥补二维空间与三维空间的差异。然而在立体电影中，常用的表现手法所起到的效果却不一定能达到传统2D电影的视觉感受。这是因为在电影的拍摄上，立体电影所具备的空间感远远大于普通2D电影，所以3D电影的语言表达较为复杂，更大空间内的立体感和纵深感的营造也更复杂。

比如过肩镜头，在传统电影中能随着剧情的推进恰当地在两个对话的人物之间做视点的切换，很好地表现空间里对话人物的位置关系。但在3D电影中，这种位置关系给观众的感觉却好像凑在前景处人物的耳边偷听对方讲话。这种拍摄方式只是简单地沿用了传统电影中的正反打镜头的常规处理方式，但没有考虑到在3D电影当中怎样才能更加自然地运用，所以立体的空间处理与传统电影相比需要考虑更多的视觉因素和成像效果。

还有，在传统电影中画框起着分割画内与画外空间的重要作用，因此当我们把背对观众的前景人物半个身子切去，只留他的半个后脑勺和一只肩膀在画面中，观众的注意力便会被处于对面纵深处构图完整的人物所吸引，并不会觉得前景处这个残缺的人物构图有什么不妥。但在3D电影中，因为它模拟的是人的自然立体视觉。而人的自然视觉又是“散点式”的，没有明确的观察焦点，因此观众会对强行限定的画框感到不自然。这时将前景人物摆在观众眼前，又切去他半个身子的构图，就让人感到不是很舒服。所以在拍摄中，前景的构图一般不宜超过画面的五分之一，并且虚化了的前景更不宜用在立体构图中。包括立体电影中的字幕使用也需要创作者充分考虑视点的因素，合理调整字幕所在位置，使观众的视觉尽量舒适完整。

在3D电影中，一方面立体感的存在使得景物的纵深对比加强了，这在一定程度上拓展了电影的表现力，但同时我们也应该看到，那些传统电影中约定俗成的手法，在3D电影中却不见得那样行之有效。基于2D电影语言基础革新发展后的3D电影所具备的电影表达能力应该可以强过传统电影，它的发展应该是对传统电影语言的一次重要拓展。这就需要我们在建构最适合立体影像视听语言体系的时候，借助传统电影语言的辅助力量，更进一步发掘、完善其独特的电影表达魅力，从而形成一套属于3D电影特有的语言表达体系。发挥其技术上的先天优势，在电影表达上做到尽善尽美。

（3）焦点的控制：在传统2D电影中，转换焦点也是引导观众视线的一种常见方式，两个景物分别处于画面前景和纵深处，当焦点从一个景物转向另一个景物时，观众的视线也随之发生了转移。在3D电影中，这种技巧仍然在被沿用，但效果显得并不那么自然。传统电影中的“转焦”技巧，原本就不是接近人眼视觉体验的表现方式。人眼在观察物体时，只有物体距离眼睛十分近，才能看到那种如同电影镜头一般，主体清晰而背景高度虚化的影像。传统的2D电影，正是因为它与人的自然视觉经验有着相当的差距，因此这些带有一定“非自然”视觉印象的表现方式，尤其是长焦镜头会把这种焦点间的变化表现得十分夸张，而并不会让观众感到不适，反而是一种很风格化的电影语言。但在3D电影中，因为它所表现出的种种技巧模仿人眼的程度太高，给观众更接近真实的幻觉，一些与人的自然视觉经验不符的表现手法，例如“转焦”，在运用时需要慎重一些。

传统电影可以通过大光圈、长焦镜头来获得小景深的影像，目的是为了突出主体，形成视觉美感。而长焦镜头在3D电影中的应用也不如2D电影中自如，因为长焦镜头的视觉效果将画面纵深感压缩了，前景背景似乎“贴”在了一起，立体感减弱，“纸片感”的出现对于立体效果的塑造是大为不利的。如果还希望沿用传统电影技巧中的选择性聚焦，则需要在镜头焦距的选择、光圈的大小上仔细考虑，以控制好背景的虚化程度。

在拍摄技术上，目前复杂运动、大调度的立体拍摄还是一个挑战，另外实拍时搭建实时预览系统，这些在电影《阿凡达》的拍摄中都已显示出巨大力量，无疑能为接下来的立体影片创作带来更优越的视觉效果。制作上除了实时预览之外，还会在三维反求、3D合成等立体处理上做出全新尝试，完成“立体特效”的突破。还有很多较小的技术点会在实际创作过程中有所变化、有所展现。当然这一切技术上的创新与突破还需要经过认真思考，并经历一段时间的摸索和经验积累。