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虛擬制作技術(shù)在國(guó)際國(guó)內(nèi)視聽(tīng)領(lǐng)域應(yīng)用逐漸推開(kāi)。迪士尼、奈飛、亞馬遜、索尼、環(huán)球等國(guó)際傳媒公司，中央廣播電視總臺(tái)、河南廣播電視臺(tái)、愛(ài)奇藝等廣電視聽(tīng)機(jī)構(gòu)以及北京星光視聽(tīng)產(chǎn)業(yè)基地、橫店影視文化產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)等產(chǎn)業(yè)園區(qū)（基地）紛紛建立虛擬影棚、虛擬演播室。運(yùn)用虛擬制作技術(shù)的視聽(tīng)作品層出不窮，影視劇《開(kāi)端》《三體》《曼達(dá)洛人》等、電影《刺殺小說(shuō)家》《長(zhǎng)空之王》《瞬息全宇宙》等，以及各類(lèi)新聞、綜藝節(jié)目、電視晚會(huì)均大量使用了虛擬制作技術(shù)，呈現(xiàn)出精妙絕倫的視覺(jué)效果和廣闊無(wú)垠的想象空間。

一、虛擬制作體系的定義

虛擬制作是集數(shù)字資產(chǎn)、虛擬預(yù)演、虛擬拍攝、現(xiàn)場(chǎng)剪輯、后期制作等環(huán)節(jié)于一體的全流程實(shí)時(shí)可視化制作體系，運(yùn)用多線(xiàn)并行、實(shí)時(shí)可視的工作方式，突破了線(xiàn)性創(chuàng)作流程。

早期的虛擬拍攝主要是“藍(lán)綠幕布前期拍攝+后期CG特效合成”，當(dāng)前的虛擬制作以“LED顯示屏顯示+數(shù)字機(jī)械臂遙控式拍攝+實(shí)時(shí)渲染呈現(xiàn)”的方式為主，依托動(dòng)作捕捉、渲染引擎、LED拍攝等技術(shù)，通過(guò)實(shí)時(shí)捕捉、實(shí)時(shí)追蹤、實(shí)時(shí)渲染，將拍攝畫(huà)面與特效實(shí)時(shí)合成，數(shù)字化的空間、透視、運(yùn)動(dòng)、光影等得以實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)即可完成剪輯制作，極大提升創(chuàng)作效率。逐漸積累起來(lái)的數(shù)字資產(chǎn)也可以便捷再利用，相比傳統(tǒng)影棚搭建，也降低了制作成本。

上海臺(tái)出品的短片《城見(jiàn)新時(shí)代》，僅僅通過(guò)虛擬場(chǎng)景制作、現(xiàn)場(chǎng)拍攝、簡(jiǎn)單調(diào)色三個(gè)步驟，就在XR虛擬影棚中完成了一大會(huì)址、上海中心、航運(yùn)中心、國(guó)家會(huì)展中心、美術(shù)館、天文館、迪士尼等上海特色地標(biāo)等場(chǎng)景拍攝。

二、虛擬制作體系的三大核心技術(shù)

（一）虛擬引擎技術(shù)提供實(shí)時(shí)渲染能力

虛擬引擎是可視化開(kāi)發(fā)工具、可重用組件、開(kāi)發(fā)環(huán)境等的集成工具，最初主要用于游戲開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的虛擬場(chǎng)景、人物構(gòu)建，其后廣泛應(yīng)用于影視制作、建筑設(shè)計(jì)、教育培訓(xùn)等多個(gè)領(lǐng)域。虛擬引擎的實(shí)時(shí)渲染、高精度虛擬場(chǎng)景創(chuàng)建、動(dòng)態(tài)全局光照等技術(shù)讓虛擬場(chǎng)景更加逼真自然，并通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)用、生成各類(lèi)場(chǎng)景、數(shù)字角色，實(shí)現(xiàn)高效換景。當(dāng)前虛擬引擎市場(chǎng)主要由美國(guó)的Unreal Engine、Unity等公司壟斷，國(guó)內(nèi)的技術(shù)研發(fā)還存在一些明顯的差距。

電視劇《三體》的特效量近400分鐘，大規(guī)模應(yīng)用了動(dòng)態(tài)捕捉、虛擬引擎拍攝等前沿技術(shù)，“古箏行動(dòng)”中船體切割、扭曲的奇幻場(chǎng)景也都是通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)的。動(dòng)畫(huà)《遮天》資產(chǎn)量特別大，前幾集不停切換場(chǎng)景，傳統(tǒng)拍攝方法難以實(shí)現(xiàn)。團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用Unreal Engine進(jìn)行場(chǎng)景建模，以大量高精度模型進(jìn)行制作，節(jié)省了大量時(shí)間和精力。

（二）LED虛擬顯示技術(shù)提供沉浸式環(huán)境

LED顯示屏是虛擬制作的關(guān)鍵硬件組件，LED高分辨率和HDR廣色域技術(shù)上的突破，使數(shù)字投影的虛擬背景更加真實(shí)，提供更加真實(shí)的環(huán)境光。相比傳統(tǒng)的綠幕拍攝，LED屏為創(chuàng)作人員提供了沉浸式的制作環(huán)境，演員能夠鮮活、及時(shí)地感知環(huán)境變化，更好地感受情緒，提升情節(jié)的感染力。

當(dāng)前視聽(tīng)行業(yè)所用的虛擬攝影棚大多由LED天幕、LED墻面屏以及地磚屏三個(gè)部分構(gòu)成。不同于以往僅對(duì)亮度、灰度、刷新率、一致性等常規(guī)指標(biāo)有要求，虛擬制作所用到的LED顯示屏需要保證專(zhuān)業(yè)攝像機(jī)的拍攝效果，還需要達(dá)到滿(mǎn)足虛擬拍攝更高規(guī)格的幀率、色彩、延遲、同步性等相關(guān)指標(biāo)要求。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，中國(guó)LED行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入成熟期，占據(jù)全球LED產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)地位。洲明、利亞德、艾比森、奧拓電子等中國(guó)LED企業(yè)在虛擬攝影棚業(yè)務(wù)上占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，并衍生出影棚高端租賃的新商業(yè)模式。

影視劇《開(kāi)端》大量?jī)?nèi)容均是基于360度環(huán)幕LED環(huán)形屏拍攝。在攝影棚中，公交車(chē)是唯一真實(shí)的道具，車(chē)廂外的所有畫(huà)面都是劇組根據(jù)劇情需要進(jìn)行實(shí)景拍攝后，再以虛擬背景的形式通過(guò)LED屏幕和計(jì)算機(jī)軟件實(shí)時(shí)合成的，保證在主人公25次生命循環(huán)中車(chē)內(nèi)外場(chǎng)景始終一致。

電影《長(zhǎng)空之王》根據(jù)運(yùn)動(dòng)和光影變化的需求，在攝影棚搭建了270度弧形和360度桶形兩個(gè)虛擬拍攝區(qū)，可以分別在平飛、轉(zhuǎn)彎、拉升、翻滾和戰(zhàn)機(jī)失速進(jìn)入尾旋狀態(tài)時(shí)，為道具座艙提供環(huán)境、光影的反射。通過(guò)實(shí)時(shí)的數(shù)字引擎三維背景畫(huà)面與攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的匹配，解決了運(yùn)動(dòng)攝影中被攝體無(wú)法運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，僅依靠攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成空間感、透視感、運(yùn)動(dòng)感?！堕L(zhǎng)空之王》現(xiàn)場(chǎng)虛擬系統(tǒng)中，80%以上的硬件實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，廣色域屏幕、高質(zhì)量運(yùn)動(dòng)跟蹤、手柄運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)均實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)自主研發(fā)。

（三）數(shù)字資產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)視聽(tīng)要素高效生成

數(shù)字資產(chǎn)是對(duì)角色、場(chǎng)景、運(yùn)動(dòng)、光影、特殊效果等設(shè)計(jì)和數(shù)字化生成的數(shù)字要素，具備可編輯、可繼承、可交易、可升級(jí)、可存儲(chǔ)、可復(fù)制等特性。通過(guò)構(gòu)建或購(gòu)買(mǎi)數(shù)字資產(chǎn)，可在短時(shí)間內(nèi)快速搭建大量數(shù)字化場(chǎng)景，豐富了拍攝的靈活性，解決了傳統(tǒng)實(shí)體道具管理上的難題。數(shù)字資產(chǎn)是虛擬制作實(shí)現(xiàn)后期前置、提升生產(chǎn)效率的關(guān)鍵，即將在傳統(tǒng)后期流程中才會(huì)進(jìn)行創(chuàng)作的數(shù)字資產(chǎn)在拍攝初期就進(jìn)行制作，并將這些資產(chǎn)用于虛擬預(yù)演、現(xiàn)場(chǎng)拍攝、后期合成等全流程制作。

浙江傳媒學(xué)院學(xué)院副教授、電影視效指導(dǎo)陳奕認(rèn)為，數(shù)字資產(chǎn)可分為IP類(lèi)資產(chǎn)和通用型資產(chǎn)兩個(gè)大類(lèi)。通用型數(shù)字資產(chǎn)指的是運(yùn)用數(shù)字技術(shù)采集或計(jì)算生成的影像元素文件，通過(guò)這些元素的組合與重構(gòu)，由數(shù)字藝術(shù)家或計(jì)算機(jī)人工智能可以制作出現(xiàn)實(shí)世界或藝術(shù)想象中各種類(lèi)型的影像畫(huà)面。IP型數(shù)字資產(chǎn)指具有特定影像屬性和廣泛認(rèn)可識(shí)別性的數(shù)字影像，包括角色、場(chǎng)景、道具、特殊效果等。

創(chuàng)建、積累數(shù)字資產(chǎn)，并形成規(guī)?；臄?shù)字資產(chǎn)庫(kù)，可以長(zhǎng)期再利用，并成為擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的商業(yè)價(jià)值。如游戲行業(yè)的Unreal Engine Market、Unity Store等平臺(tái)積累了豐富的數(shù)字資產(chǎn)。愛(ài)奇藝還基于影視劇《風(fēng)起洛陽(yáng)》中“不良井”場(chǎng)景的高精度數(shù)字化掃描，拍攝4K影視級(jí)虛擬制作樣片《不良井之風(fēng)云再起》和虛擬偶像小茉莉MV《心念》，探索了“實(shí)景掃描—資產(chǎn)重建—虛擬拍攝—精修入庫(kù)—多業(yè)務(wù)復(fù)用”的完整制作流程。國(guó)內(nèi)一些影視基地、技術(shù)公司已經(jīng)開(kāi)始布局以數(shù)字資產(chǎn)為核心要素、核心競(jìng)爭(zhēng)力的新賽道。

三、虛擬制作體系的主要流程

虛擬制作體系實(shí)現(xiàn)了全流程數(shù)據(jù)化，攝影機(jī)運(yùn)鏡、鏡頭焦段、景深、燈光效果、特效氛圍等都能夠基于預(yù)演數(shù)據(jù)在后續(xù)環(huán)節(jié)中多次迭代優(yōu)化，大致可分為三個(gè)階段。

一是前期籌備階段。首先根據(jù)內(nèi)容需要進(jìn)行數(shù)字資產(chǎn)制作，實(shí)現(xiàn)虛擬置景，創(chuàng)建包含建筑、道具、布景、燈光和特效等元素在內(nèi)的逼真場(chǎng)景。再進(jìn)行虛擬預(yù)演等，實(shí)現(xiàn)劇本可視化。如在電影《流浪地球2》正式拍攝之前，主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)便運(yùn)用低精度數(shù)字模型融合物理攝影機(jī)實(shí)拍與虛擬攝影機(jī)生成的混生影像，進(jìn)行動(dòng)態(tài)視覺(jué)預(yù)覽。

二是拍攝制作階段，具有虛擬結(jié)合、雙線(xiàn)并行的特點(diǎn)。結(jié)合LED環(huán)幕和實(shí)景進(jìn)行拍攝，同期也進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染制作。

三是后期制作階段。得益于部分渲染、剪輯工作在拍攝過(guò)程中已經(jīng)完成，后期人員可以直接獲取到帶有背景及實(shí)時(shí)攝像機(jī)跟蹤的畫(huà)面，提高了制作效率和質(zhì)量，受前期影響更小，減少返工內(nèi)容。

虛擬制作技術(shù)具備真實(shí)沉浸、靈活自由、流程可逆、降本增效等優(yōu)勢(shì)特征，是對(duì)影視創(chuàng)作方式和商業(yè)模式的一次深刻數(shù)字化革新，特別是在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，數(shù)字資產(chǎn)的概念具有很強(qiáng)的啟示意義。通過(guò)對(duì)視聽(tīng)內(nèi)容真實(shí)場(chǎng)景及相關(guān)要素的高精度數(shù)字化留存和復(fù)用，能夠大大降低邊際成本，并可以通過(guò)編輯“分身”，復(fù)用到更多的內(nèi)容產(chǎn)品、文化和其他綜合服務(wù)中，實(shí)現(xiàn)IP的多元開(kāi)發(fā)。在積累成足量的數(shù)字資產(chǎn)庫(kù)后，更可以建立健康、長(zhǎng)遠(yuǎn)和高回報(bào)的新發(fā)展模式。

（作者單位：國(guó)家廣電總局發(fā)展研究中心）

責(zé)任編輯：李楠

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