基于游戏引擎的影视视效预览艺术新形势
时间：2023-02-13 22:15:04 来源：千叶帆 本文已影响人
宋柏峰
（作者单位：鲁迅美术学院）
希区柯克强调，镜头语言与表达方式应在电影制作的前期就在脑海中清晰地架构好。在传统的影视制作过程中，这种构思与表达方式都是依靠手绘故事板和分镜头来实现的。在1960年，他曾聘请了索尔·巴斯（Saul bass）为影片《惊魂记》绘制故事板，其中时长只有3分钟的沐浴镜头就绘制了48幅故事板，故事板用角色镜头、构图以及动作流程构建出了开拍前的预想画面。
华特·迪士尼是动画界的先驱，他们的插画师曾将一页页的故事板剪辑、配乐，合成了简单的分镜动画。这种动态草稿相比于静态故事板更直观、更具说服力，更利于后续的制作与项目执行。
1999年，乔治·卢卡斯执导的科幻动作片《星球大战前传1：幽灵的威胁》在制作时也采用了新型的技术手段，用3D动画和计算机动画（Computer Graphics，CG）特效来预演飞梭大赛的镜头（见图1），最终剪入正片才造就了飞梭车赛碰撞的名场面。
图1 《星球大战前传1：幽灵的威胁》中的电影镜头
影片在开始拍摄前就要确定好具体方案，而不是在后期制作中修补，这是视效预览的准则。无论是手绘故事板、分镜动画，还是3D动画与视效预览都有着异曲同工之妙，可以说这些都是影视视效预览的前奏，一步步的迭代发展预示着影视视效预览出现的必然。加上正值现代科技高速发展的时代，越来越多的影视人会选择采用实拍与虚拟特效相结合的方式进行影片制作，这样就给了成片更多的可能性[1]。与此同时，问题也随之而来，那就是在后期制作完成之前，我们无法从绿幕、现场设备、摄像机等任何一处看到最终的效果，而这种不可控性对制作团队来讲无疑是最为致命的。所以，影视视效预览就在这样的背景下应运而生了。
视效预览，也称预渲染。视效预览有明确的定义，即视效预览是一个协作的过程，主要使用了3D动画或者虚拟技术和虚拟环境初步生成序列的版本效果，它可以使电影人直观地表达和发掘创意，计划并且实施解决技术方案，更好地为高效率的制作传达需求和共享的愿景[2]。视效预览就是把脚本以三维立体化效果呈现，从而来实现影视制作的先期可视化。这是一个协同合作的过程，影视视效预览能够使现场工作人员更直观地理解导演的想法，是导演、编剧、摄影机、视觉艺术和后期制作之间沟通的重要桥梁，可以最大化避免拍摄制作过程中可能存在的故事性断点、场景误判及人员调度等问题，让制作过程中的每个阶段都可以被直观地掌控，以便快速地践行计划、优化拍摄方案。
视效预览技术的出现，使影视创作更加便捷，制作团队通过使用影视视效预览可以提高作品的艺术创造力和视觉创新力。但随着视效预览行业的推广和普及，使用上出现的界面操控、技术壁垒等问题逐渐显现。而此时游戏引擎的加入为影视视效预览甚至制作注入了新的生机，大大地提高了整体工作效率，打破了传统的影视制作流程，在拍摄的前、中、后期都可以自由地对视效预览效果进行更改与优化[3]。
2.1 实时交互性
游戏引擎强大的实时技术在影视视效预览中的优势尤为突出，游戏引擎中的视效制作为影视创作带来了实时性、交互性体验，整合了实时图形技术、实时跟踪技术、实时抠像与实时合成技术，为真实人物与虚拟背景、虚拟道具、虚拟角色之间进行实时交互奠定了基础。通过游戏引擎中的实时交互系统可以对全地形、全地域进行快速生成，对多层次、多场景之间进行即时转换，可以很方便地在引擎中进行操控，而这些制作效果都可以实时地反馈在屏幕上[4]。
在影视作品拍摄准备期间，视效预览可以优化前期制作流程，将作品各方意见汇总到一个平台上进行整合，整体进行评估参考。各部门着眼于整个作品的框架，在视效预览中进行可视化沟通设计，对实拍过程中遇到的问题进行预判，平衡多方带来的影响从而制订合理的解决方案，节约制作成本。例如，在战争片的拍摄过程中，不仅需要对真实的场景进行还原，还要对演员的运动位置、爆炸点与演员之间的距离等进行详尽的规划，因为稍有疏漏就会造成事故。而利用游戏引擎制作视效预览就可以先用虚拟资产模拟危险镜头，再进行人物实拍，大大提高演员安全性的同时还可以随时对脚本进行调整。
《权力的游戏 第八季》在制作过程中，就运用了游戏引擎中的实时交互技术将实拍与虚拟资产相结合进行视效预览：在龙袭击船的镜头中使用虚拟摄影机，查看君临城的虚拟场景编译，利用虚拟制作技术制订拍摄计划，完成实拍和虚拟间交互的复杂镜头。
2.2 实时光线追踪与高精度画质
实时技术对拍摄中期的成像也非常重要，在传统视效预览的制作流程中，必须计算光源和空间之间的复杂相关性，预测各种数值，才能放置光源、开发外观，并进行渲染，这需要消耗大量时间，几乎不可能在短时间内预览到最终像素[5]。然而借助游戏引擎，便可以实时测试光照和纹理，通过对光线的追踪和对动态计算机图像的计算可以重新调节灯光，这样就可以直接在拍摄过程中随时查看，实时进行调整，而这些也曾一度在传统视效预览的制作流程中被认为是视效预览阶段中的不可控要素。
画面的图像质量与两大因素有关：所使用的游戏引擎与计算机的性能，高精度的旋转跟踪、高精度的光学跟踪与独有的镜头光学校准相结合，为虚拟场景提供与真实拍摄成像一致的镜头效果[6]。Nviz可视化负责人表示采用游戏引擎实时技术提高了他们的工作效率，并为影片提供了更多的可能性，例如，实时调光、实时特效等，可以更快地创建镜头与更高质量的素材，还有很多传统工作流程无法实现的效果。
在现有的游戏引擎中，在视效预览中应用最广泛、最便捷的游戏引擎是虚幻引擎（Unreal Engine）和统一引擎（Unity）。通常在传统影视制作中需要用MAYA实现的工作，现在可以由虚幻游戏引擎来替代，它可以高质量地完成灯光、特效、渲染工作，甚至是复杂的光线追踪[7]。网飞（Netflix）的影片《胜利号》从视效预览阶段就使用了虚幻引擎，其制作团队在接受采访时表示：视觉质量不仅仅是简单地呈现华丽镜头，更能够在视效预览阶段创造漂亮的光照效果。在传统工作中，只能在制片阶段考虑光照，但使用虚幻引擎，我们在早期阶段就能将光照和细节方面以可视化方式呈现出来。
2.3 精准化运动控制
在拍摄中期利用游戏引擎搭载的运动控制系统来实现视效预览的方式，能够帮助导演、编剧和摄影指导通过虚拟系统控制摄像机在现场实时拍摄与实时合成CG画面，来达到现场的实时反馈，以便于工作人员实时进行修改。游戏引擎中的运动控制系统优势在于镜头拍摄的精准性和可重复性：实地测量的数据可以在游戏引擎中得到效果模拟，通过控制机械手臂来操控摄影机，达到精准化移动效果；
对相似的镜头进行分别分组，节省时间；
还可以完成高难度的拍摄，如高速摄影、运动规律、运动时间等[8]。
利用游戏引擎，可以进行虚拟制作与实拍相结合的视效预览，对演员进行动作捕捉，在游戏引擎的场景中用虚拟摄影机进行拍摄，通过调节参数与节点，达到与真实拍摄相同的效果。在拍摄过程中通过虚拟摄像头的捕捉，可以看到演员的实时动作与计算机生成图像是否能够完美同步，导演可以在游戏引擎的视效预览中清晰地看到现场的拍摄与虚拟资产的合成效果[9]。例如，2019年迪士尼出品的真人电影《阿拉丁》，在“飞毯追逐”这一镜头中需要快速改变方向和高动态、高范围的摄影机运动，以及摄影配合剧情呈现出连续跌宕起伏而又极其微妙的摄影运动与飞行效果（见图1）。这一效果通过游戏引擎的视效预览便可以准确地呈现。
图2 电影《阿拉丁》中主人公骑飞毯追逐画面
2.4 特效制作与实时渲染
拍摄结束，后期制作才刚刚开始，在传统影视制作过程中，后期制作一直是花费最高的部分，因为特效制作与最终渲染都需要耗费大量的人力物力。但在游戏引擎的加持下，其真实的特效视觉与实时渲染功能不仅可以提前看到作品拍摄效果，还可以简化后期特效制作这个大工程[10]。在电影《极速车王》中，Halon团队就利用游戏引擎的粒子系统和后期处理程序进行特效制作，从而使场景更加真实。
相比MAYA、3DS Max、MotionBuilder等同样具有视效预览功能的软件，游戏引擎最明显的优势是能提供实时渲染。传统的离线渲染一帧高精度画面就需要几分钟甚至是几个小时的时间，而游戏引擎能够实现一秒30帧的实时渲染，而且是高质量的效果，这就大大地节约了时间成本。《海王》的视效指导瑞安·麦考伊（Ryan McCoy）曾表示：在拍摄海底战斗镜头时有数以万计的各类海底飞船和海洋生物，又是在超大的拍摄范围与高难度的拍摄方式中进行，由于是做水下效果，在不同的光线映射中还要体现不同的运动模糊、爆炸层次，对画面质量有很高的要求。而所有这些效果都是通过游戏引擎的实时渲染完成的，可以直接剪辑，有游戏引擎的支持才能按期完成制作。
影视作品可以说是最接近人们内心深处真实情感的表达，是白日梦艺术理想化的表达，却也是最难实现的艺术。随着现代技术的不断发展与进步，数字化信息应用广泛，这促使技术在影视行业的应用范畴从传统的“后期制作”阶段渐渐走向了“前期拍摄”阶段，并且已经开始向“前期策划”阶段迈进。传统的影视制作流程烦琐、成本高，而视效预览的出现推动了影视行业的发展。
游戏引擎是制作游戏不可或缺的一部分。在当下高速发展的信息时代，媒介的融合俨然也形成一种新的趋势，游戏引擎不仅能应用于游戏中，也可以跨界应用于影视制作当中。游戏引擎技术与影视艺术的融合，使影视视效艺术语言的表达有强大的技术支撑来呈现，观者看见的是无限创新的画面。游戏引擎对影视视效预览的视觉艺术而言，既增添了冲击力，又呈现出多元化态势，既融合了影视情节的微妙细腻，也提供了影视语言全新的表现手法，相较于传统方式游戏引擎更适合创作者个性化、情感化的表达，也强化了视效预览的根本作用[11]。在影视制作中借助游戏引擎的数字技术可以更好地表达艺术的特质，汲取自身的艺术语言。游戏引擎在影视视效预览创作中具有巨大的应用价值和广阔的发展前景。游戏引擎与视效预览的界限会渐渐模糊，前期创作者的想法将会伴随着游戏引擎的发展而进入一个全新的境地。
艺术的发展与科技的支持密不可分，游戏引擎中视效预览的特性在技术的不断发展中愈加明显，为现代数字化影视创作开辟了新的道路。游戏引擎的加入颠覆了传统的影视视效预览制作流程，提高了影视视效预览的工作效率，大大节省了开发时间和制作成本，通过脚本的立体先期可视化，在影视制作中可自由地进行编辑与优化。虽然就目前的游戏引擎来看，影视制作的功能区模块还不够成熟，但随着UE5的发行，也可以看出游戏引擎已经向影视应用进军，它不仅可以轻松地将庞大的虚拟资产数据处理妥当，还能将虚拟图像渲染得与现实中的摄影不分伯仲，可以看出游戏引擎具有无限的潜力，未来的游戏引擎绝不止是制作游戏的工具，定会成为影视行业强有力的助手。
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