看,卡梅隆的科幻帝國!

這部電影，需要語言學家創造一套完整的語言，需要植物學家創造幾十種新植物的詳細描述，需要天體物理學家計算星球的大氣密度，甚至需要為之寫出一部350頁厚的百科全書……這就是耗資5億美元的《阿凡達》空前絕后的科幻世界。

14歲的詹姆斯·卡梅隆在看完庫布里克的《2001：太空漫游》后，買來電影的模型套件，照著厚厚的幕后制作資料開始建造自己的飛船模型。當他拍攝完《真實的謊言》，卡梅隆給已經隱居于英國鄉村的庫布里克打電話。在庫布里克住所地下室的平面式剪輯臺前，卡梅隆詳細地解釋了影片最后施瓦辛格發射導彈穿過大樓擊毀直升機的特效是如何完成的。

22歲的卡梅隆走出放映《星球大戰》的劇場，恨不得找人打一架。業余時間熱衷制作飛船模型和撰寫科幻小說的他面對著這么一個事實：盧卡斯已經把他一直幻想的世界變成了現實。受了刺激的卡梅隆開始沉迷于特效知識，并最終說服當地的牙醫投資2萬美元拍攝了他的第一部科幻短片《Xenogenesis》。這段卡梅隆版本的《星球大戰》片斷沒能如愿吸引到更大投資，他也不得不暫時收起超越盧卡斯的雄心，直到30多年之后的這部《阿凡達》(Avatar)。

電影鏡頭如何模擬人眼?

自1984年《終結者》奠定其頂級導演地位之后的10年中，卡梅隆執導的《異形2》、《深淵》、《終結者2》和《真實的謊言》在全球票房收入達兒億美元。金錢已經不再是書寫他自己的星際史詩的障礙。1995年，他完成了一部82頁的劇本，描述了地球成為廢墟之后一名下身癱瘓的士兵在一個遙遠星球上的虛擬征程。在這個名叫潘多拉的外星球上居住著一種身高10英尺，貓臉獸尾的藍皮膚類人生物——納美(Na’vi)。人類無法在潘多拉的大氣中呼吸，于是科學家們培育了一種基因被改造過納美人，也就是阿凡達。阿凡達與人的意識相通，允許人對其身體遠程控制從而在潘多拉上生存。卡梅隆原本打算在拍攝完《泰坦尼克》之后就啟動阿凡達項目來實現自己多年的星際幻想。但當《泰坦尼克》問鼎11項奧斯卡獎，所有人都期待卡梅隆的下一個驚喜時，他卻銷聲匿跡了。隨后的12年中，卡梅隆沒有制作過一部好萊塢電影，也幾乎沒有談及過阿凡達。這是為什么?

回顧一下《泰坦尼克》的制作能讓我們了解其中部分原因。《泰坦尼克》的成功很容易讓人們忘記這部影片上映之前在所有人眼中都將是個災難。好萊塢雜志《Variety》稱它為“電影史上最大的一次賭博”。因為影片制作嚴重超支，卡梅隆受到了來自主要投資——20世紀福克斯公司——的巨大壓力，以至于放棄全部執導費用和利潤分成。雖《泰坦尼克》奇跡般地創下18億美元的全球票房紀錄，但在精神上和體力上完全透支的卡梅隆已經不想再跟“所有好萊塢的狗屎”打交道，對阿凡達項目也不那么迫不及待。

另一個讓卡梅隆遲遲沒有啟動阿凡達的原因則是技術上的。超越盧卡斯是件非常困難的事情。卡梅隆需要發明一系列電影制作技術，推動全美影院升級，并且想像外星世界里的每一個細節。卡梅隆曾經在自己的視覺效果公司Digital Domain的一次會議上闡述了對阿凡達的構想。他要求影片中的綠皮膚外星人必須看起來非常真實，不帶一點化妝的痕跡。這種效果只能通過電腦生成。但卡梅隆的團隊告訴他，即使是當時最尖端的電腦也不可能實現這種特效。要做到這一點將耗費太多時間和金錢，以及超乎想像的電腦3D運算能力。卡梅隆開始意識到，要讓觀眾完美體驗他構想的外星世界，他還需要等待。

2000年夏天，在一次潛水探險中，卡梅隆跟水下攝影專家文森特·佩斯探討了打造一臺能同時在2D和3D下呈現正片質量的數字化HD攝影機的可能。采用紅藍濾光成像技術的影片無法制造完美的立體效果，而采用偏光濾光成像技術進行拍攝，幾百磅重的傳統攝影機極大約束了導演的想象空間。2個月后，卡梅隆和佩斯一起來到索尼的HD攝影機部門，說服索尼將其專業級HD攝影機的鏡頭和圖像傳感器從處理器中分離出來，通過電纜相連。3個月后，佩斯成功地把兩臺索尼HDC-F950HD攝影機的鏡頭融合到一個能讓攝影師精確控制3D影像的設備上。這就是后來的Fusion攝影系統(Fusion Camera System)，或現實攝影系統(Reality Camera System)。卡梅隆說：“我們都在3D視角下看東西。這是我們看世界的習慣。在屏幕上看2D電影則是人工體驗。這不是我們的生活方式。3D幫助我們摒棄屏幕，目睹真實的世界。這就是為什么我們稱這種攝影機為現實攝影系統。”為了充分模擬人眼的立體視覺，這種攝影機的雙鏡頭不僅保持著2.5英寸的間隔，還能根據目標距離的遠近像人眼球一樣調整角度。它裝配的不同濾鏡會在被攝物進入鏡頭時移除圖像的不同部分，傳遞給大腦一種視差錯覺，最終形成3D視角。卡梅隆把這臺攝像機裝在一架二戰時期的P-51戰斗機上，拍了一段P-51在空中用50毫米口徑機槍掃射B-17轟炸機的場景，結果3D影像非常精確。

隨后的數年中，卡梅隆用這套攝影系統拍攝了《深淵幽靈》和《深海異形》兩部紀錄片。在此期間，卡梅隆不斷對這項技術進行改善，使其影像的3D效果更加完美。同時，卡梅隆還積極推動全美影院的3D化，為《阿凡達》的誕生奠定一個市場基礎。2005年春天，卡梅隆用一段30秒的試驗短片從福克斯公司爭取到了1.95億美元預算，正式開始了他的星際之旅。

盧卡斯有30年的時間來擴張《星球大戰》的世界，他已經通過星戰系列建構了一個用于歸類和追蹤所有早期角色，星球，社會和爭端的復雜系統。而《阿凡達》的世界還只存在于卡梅隆的腦海中。卡梅隆需要專家讓這個外星世界變得真實。他首先找到南加州大學的語言學家保羅·弗羅默，讓他為納美人創造一套完整的語言。13個月后，弗羅默寫出一本《納美語指南》，開始培訓演員們說一門從來沒人說過的語言。語言確定之后，卡梅隆根據納美語，拉丁語和日常用語對星球上的所有動植物進行命名，還請加州大學Riverside分校的植物學家茱蒂霍爾特為他創造的幾十種植物撰寫詳細的科學描述。卡梅隆還雇傭一名天體物理學家來計算潘多拉星球的大氣密度。所有的信息最終被整理成一部350頁厚的《潘多拉百科全書》(Pandorapedia)，里面記錄了這個幻想星球上的一切。

虛擬攝像機的突破

在洛杉磯西部Playa Vista園區內有一個占地280000平方英尺的攝影棚，素以承接歷史上一些宏大而冒險的計劃聞名。現在，這里成了卡梅隆導演奇跡的舞臺。這個奇跡將打破觀眾與屏幕，現實與幻覺之間的界限，顛覆我們觀看電影的方式。

在《阿凡達》拍攝現場的一個角落里，20多名技術人員分成3排坐在電腦顯示器后面緊張地忙碌著。前排是視頻專家，中間是Giant Studios公司的動作捕捉技術人員和Lightstorm Entertainment公司的即時CG操作人員，最后是視覺特效總監和Weta Digital公司的臉部表情捕捉專家。他們是《阿凡達》的大腦。借助Simuicam系統，制作組能將在Play Vista拍攝的表演捕捉圖像，在新西蘭拍攝的真人動作膠片和CG背景在幾秒中內結合成3D實景效果給卡梅隆參考。

《阿凡達》中60％的場景都應用了電腦創造的世界與表演捕捉相結合的虛擬環境。演員們穿著嵌滿金屬圓片的動作捕捉服裝。布滿在攝影棚頂部的140個紅外攝像機通過追蹤現場LED燈打出的近紅外光譜的反射，捕捉表演的基本動作，隨后再用電腦將這些動作映射給數字創造的角色。對于演員們來說，在虛擬空間中進行表演是一個巨大的挑戰。動作捕捉技術能夠記錄360度的表演視角，因此演員在表演過程中完全不知道攝像機最終會在哪個角度。這對卡梅隆也是個問題。他并不想等上幾個月后在電腦顯示屏上選擇自己想要的鏡頭和角度。虛擬制作總監格倫·德瑞為此開發出一種虛擬攝影機，讓卡梅隆在拍攝時看到的不是空洞的舞臺，而是將在電影中出現的3D世界。

德瑞的虛擬制作系統建立在一款3D角色動畫程序。MotionBuiMer的基礎上。在Giant Studios的協助下，德瑞增強了它的實時數據解讀能力，使其進化成一套先進的視覺預覽系統，能將真人表演與計算機生成圖像(CGI)融合成電影中應該出現的場景。斯皮爾伯格和他的視覺特效公司Industrial Light＆Magic在拍攝《世界大戰》時，曾試圖突破視覺預覽的瓶頸。在拍攝一段動作場面時，斯皮爾們格雖然事先知道幾個月以后的電腦屏幕上外星機器人會往哪個方向走，但他沒辦法在自己的攝影機上真正看見這個畫面，卡梅隆卻可以。

虛擬攝像機是《阿凡達》帶來的另一個突破性技術。這種攝像機本身并沒有鏡頭，只有一個LCD顯示屏和用來記錄在一場戲中其相對于演員的定位和朝向的標記器。定位信息隨后被導人到特效轉換器中處理，這個轉換器在第一時間將包括演員和潘多拉景物的對應CG圖像反饋到攝像機的屏幕上。當身穿表演捕捉服的薩姆·沃辛頓和佐伊，薩爾達娜在灰色單調的木擋板前表演時，卡梅隆在虛擬攝像機中看到的卻是10英尺高藍色皮膚的Neytiri和Stilly在潘多拉的雨林中第一次邂逅的畫面。森林中的萬物都散發著光芒，熱情的精靈們在潘多拉的大氣中穿行。當Neyriti試探Sully是

不是能夠被信賴時，無數精靈降落在Sully身上。

卡梅隆能做到的不止這些。他可以隨時調出之前拍攝的場景，重新捕捉不同的攝影角度。在展示一段潘多拉的夜行精靈蜥蜴《Fan lizard》飛行的3D影像時，卡梅隆拿著傾側的攝影機在舞臺上回旋。“我可以把圖像縮小一點。我能跟隨著它在空中飛翔。從下面，如果我愿意也可以從上面，來看它怎么飛越平川。”就像他在用真正的攝影機拍攝。卡梅隆說，“我沒法用個破鼠標來操作攝影機，那是開玩笑。這就是為什么CG里的鏡頭移動看上去就是電腦生成的。”

捕捉最細微的表情

完美的3D體驗是《阿凡達》的核心部分。這也是卡梅隆讓自己和觀眾多等待了14年的原因之一。正如電影中的人類角色為了融入外星世界而寄居于外星軀體之中。

在屏幕上對沃辛頓進行渲染就像是人類演員為了寄居于數字世界的數字軀體之中而玩的一個數字戲法。要讓這個戲法成功，沃辛頓的表演以及那些用來呈現角色的細微表情，都必須通過他那張阿凡達的臉。但阿凡達最初了無生機而且讓人毛骨悚然的臉卻幾乎讓卡梅隆崩潰。卡梅降回憶說，“太恐怖了!它就像個死人，糟糕透頂，根本不是薩姆。”

卡梅隆的反應在心理學上被稱為恐怖谷現象。這是一種人類對在某種程度上非常類似人的物體或形象的排斥反應。如果一個實體充分地“不夠擬人”，那么它的類人特征就會顯眼并且讓人產生移情作用。在另一方面，如果一個實體“非常擬人”，那它的非類人特征就會成為顯眼的部分，從而讓人產生一種不安的感覺。這種起源于機器人理論的原理也可以延伸到電腦動畫角色上。觀眾對人類面部渲染尤其敏感，數字創造的形象與真人越接近，觀眾的心理期待越高。如果你將人的動作和表情投射到像人類一樣載歌載舞的毛茸茸的可愛生物上，那么觀眾能夠欣然接受。但如果你想給一個數字角色賦予一張人類的面孔，任何細微的不足都會讓人感覺怪異。這種情況在《Beowulf》和《極地快車》這兩部影片中都有體現。

卡梅隆的虛擬攝影機無法解決這個難題。捕捉演員的動作不過是創造真實可信的數字角色過程中的一小步。沒有細微的臉部表情，卡梅隆的阿凡達不過是戴著面具的沃辛頓。事實上，卡梅隆更愿意用“表演捕捉”而不是“動作捕捉”來稱呼《阿凡達》的制作過程。在他看來，許多之前的動畫角色都缺乏那種界定一個演員演技的細微臉部表情。在那些影片中，動作捕捉的過程只不過是動畫制作者的起點，他們最終還是會用數字畫筆來完成這個工作。而卡梅隆要讓演員們充分發揮自己的演技。

為了從演員們的臉部采集到更多的數據，卡梅隆和來自Weta Digital的動畫指導里奇·巴恩漢姆制造了一套臉部捕捉頭戴設備。這個設備的核心是一個離演員臉部只有幾英寸距離的微型攝像頭。它的廣角鏡頭能記錄下演員臉部最微妙的表情變化；從眨眼睛和抽鼻子到皺眉毛，以及下頜、嘴唇、牙齒和舌頭的互動。光這樣還不足以讓阿凡達變得真實。在加入《阿凡達》之前，巴恩漢姆是《指環王》中的Gollum這個動畫角色的主創人員。以前的動畫制作人員制造微笑效果時只是把嘴角畫大一點，看上去當然很虛假。為了讓Gollum的表情具備足夠的表現力，巴恩漢姆和他的團隊特別進修了生理學：什么肌肉的運動產生微笑?有何順序?皮膚會吸收多少光線，又會反射多少?瞳孔有多深?讓Gollum栩栩如生的臉部細節是耗費巨大人力逐幀制作的CG作品。《阿凡達》的系統簡化了這個過程，從頭戴設備采集到的表情信息生成了演員臉部的數字架構。這個架構隨后被賦予一組規則，這組規則將每個演員的臉部肌肉運動應用于阿凡達或者他們出演的納美人。為了讓一個CG人物表達跟演員一樣的情感，這個架構必須將人眉毛的每一條曲線都直接轉換到數字角色的臉上。在卡梅隆抱怨恐怖谷效應之后，Weta Digital通過優化控制阿凡達的動作和表情的算法，又用了一年的時間才讓沃幸頓的阿凡達生動到足以符合卡梅隆的高標準。

“創造一個世界是件令人心悸的事情，”盧卡斯說，“我很高興吉姆(卡梅隆)正在做它——世界上只有很少幾個這么不可救藥的人。我在《星球大戰》里這么做了，現在他正試圖挑戰它。這是個大工程。我真的相信吉姆會把它做得超出任何人的想像。”卡梅隆自己宣稱，阿凡達的數字元素是如此的真實，即使當它們與演員并肩共存，觀眾也將分辨不出真與假。“這部電影綜合了我一生的成就，”他說，“這是從未有人做到的最復雜的東西。”一直詬病3D技術的電影史學家和著名影評人羅杰·艾伯特(Roger Ebert)也不得不承認卡梅隆的《阿凡達》宣告了一個新的時代，是“一個和《星球大戰》同等意義上的里程碑”。

一個離演員臉部只有幾英寸距離的微型攝像頭能記錄下演員臉部最微妙的表情變化：從眨眼睛和抽鼻子到皺眉毛，以及下頜、嘴唇、牙齒和舌頭的互動。

沒有頜骨，因此可以張得非常大，還有著鋒利的如大白鯊般的牙齒。

霸王飛龍(Leonopteryx)

潘多拉的空中霸主，雖然和斑溪獸同種，也有膜狀翼和碳纖維骨骼，但其體型要大得多翼展可達25米。納美人非常敬畏這種兇猛美麗的生物。能駕馭這種飛獸的納美人被尊稱為“魅影騎士”，具有無上的威望。

霸王飛龍身上有紅、黃、黑的條紋，腦袋則是深藍色，頭頂下顎均有冠，冠很鋒利，可以用來傷害獵物。還有一對利爪可以緊緊地抓住獵物，也可以幫助它們棲息在樹上。霸王飛龍還有兩個尾翼，可以讓它們獲得更好的空氣動力。

斯塔姆獸(Sturmbeest)

一種食草動物，類似地球上的非洲角馬，喜歡集群。它們的體色為桔紅和靛藍相間身高5米體重10噸，跑起來就像火車頭。

槌頭雷獸(Titanothere)

這種動物的腦袋上長著一個槌子狀的角，有點像地球上的槌頭雙髻鯊。不過槌頭雷獸是陸地動物，它們喜歡開闊的草地，也經常拜訪雨林。它們是食草動物，以灌木和草食為主，但也吃水果和樹葉，成年的槌頭雷獸一般6米高，11米長。在影片中，槍彈無法打穿這種外皮極厚的動物。

閃雷獸(Thanator)

肉食性動物，也是叢林食物鏈的頂級捕食者。它有六條腿，通體藍色，頭后部有一圈可收起的花狀冠。閃雷獸完美集合了力量、速度和靈活幾大優點，落入它的尖牙利爪的動物幾乎無一幸還。

毒狼(Viperwolf)

食肉動物，類似地球上的狼。它們體型并不大，體表沒有毛，一般生活在潘多拉的雨林、草原和亞寒帶地區，喜歡集群。毒狼的下巴同樣可以張得很大，它們的腦袋被一圈盔甲般的硬殼環繞著，它們的爪子和人手一樣有一個與其它手指相對的拇指，它們的身上有生物性發光的亮點，可以辨認身份。