中國影視后期未來發(fā)展的思考

鞏朝暉

（北京電影學院未來影像高精尖創(chuàng)新中心，北京100088）

近年來，隨著我國電影產業(yè)快速發(fā)展，中國影視后期技術水平也有顯著提高，但與國際水準差距還是比較明顯。本文希望與大家共同探討，找到一條中國影視后期未來發(fā)展之路。

1 影視后期的核心是科技

1.1 計算機特效

借用北京電影學院未來影像高精尖創(chuàng)新中心張心欣研究員對 “為什么很多電影特效公司即便得獎后，也依然會面臨破產”的回答，讓我們先了解一下“計算機特效”方面的情況。

計算機特效是一個很昂貴的東西，之所以昂貴因為它首先是一種科技，然后才是藝術。人們肉眼所見到的影片中的每一個特效鏡頭，都是源于科學家為重現(xiàn)自然景象而編寫的程序。馮諾依曼和NASA 為了計算原子彈爆炸產生的蘑菇云的形狀，航空飛機的機翼該如何設計才能產生出托力，輪船的船身該如何設計才能跑得更快之類的問題而研究出了計算機。后來在20世紀80年代末90年代初期科學家中有人把自己的工作和代碼運用到了電影技術中，讓計算機生成可靠的基于物理的現(xiàn)象成為了可能。在電影視覺效果中，我們要的不僅僅是物體的運動速度數(shù)據(jù)，除了知道煙霧粉塵的位置信息外，還需要極具真實感地把物體繪制出來，這包括解決復雜的光照公式。這些理論18世紀就已經被物理學家們寫在紙上了，而直到兩百多年后才真正靠計算機生成出了肉眼難辨的圖像，20世紀末在大學的實驗室里被教授和博士們實現(xiàn)出來。

1.2 研發(fā)到應用的過程

這些技術真正應用到電影中是在2000年后，這中間的十幾年經歷了怎樣的過程呢?

1.2.1 技術的軟件工程化

首先，在大學實驗室里寫出來的代碼是不太理想的初級版本，只考慮針對性，不考慮重用性，寫代碼時能省就省，就這樣一個把解數(shù)學方程的算法變成代碼的過程，通常都需要耗費一年，而這種程序，特效公司是不能直接拿來用的。若想真正使用這種技術，需要有一個懂這些知識的數(shù)學和物理軟件工程師團隊，把這些來自于實驗室的代碼轉化為可使用的軟件，以及加上外殼——包括了UI、文檔、說明等。

1.2.2 技術資本的積累

能做得長久的公司，很早就開始了自己的技術資本積累或者有自己獨到的技術。皮克斯動畫工作室的創(chuàng)始人Edwin Catmull就是一位物理學家，他編寫的Catmull-Clark 細分程序改變了計算機所能繪制的幾何圖形的歷史。憑借Edwin Catmull寫出的Render Man軟件，制作了一系列成功的電影，在過去47部獲得奧斯卡最佳視覺效果提名的電影中，有44部使用了該軟件。在Edwin Catmull還是工業(yè)光魔員工的時候，工業(yè)光魔就買下了Render Man的使用權，后又請來奧斯卡科學獎獲得者Ron Fedkiw（航空力學科學家，斯坦福教授，對圖形學的建樹是作為流體計算程序的先行者和創(chuàng)新者）進一步開展研發(fā)，使得流體模擬在電影中成為了可能并不斷優(yōu)化。迪士尼，更是以巨大的財力支持六所全球頂尖的數(shù)學科學院，并買下了皮克斯動畫工作室和工業(yè)光魔。

1.2.3 技術的不斷升級換代

在制作電影過程中要面臨的挑戰(zhàn)是不斷增加的，可以這樣說，你看到的電影中從人物的骨骼運動、動作生成、肌肉形變面部表情，皮膚隨著肌肉的變化，以及布料隨著人物運動而運動，無一不是數(shù)學科學的發(fā)展和計算機計算的結果。比如迪士尼為了實現(xiàn)Frozen中的雪的模擬，就特別請了UCLA 的計算物理團隊開發(fā)了Material Point Method計算程序。

美國的特效工作室一般都有100人左右的技術團隊，其中包括頂尖的科學家、工程師和程序員。這筆支出還不包括更昂貴的聘請顧問、特邀科學家等費用。

2 中國后期發(fā)展的核心問題

從計算機特效和國際一流后期公司的發(fā)展歷程可以看出，影視后期的核心是科技。工業(yè)光魔至今已獲得20多項科技成就獎，并于2014 年被美國總統(tǒng)授予國家技術獎章。ACM （國際計算機協(xié)會）2020年3月18日宣布，授予Patrick M.Hanrahan和Edwin E.Catmull 2019 年ACM A.M. 圖靈獎（計算機界的諾貝爾獎）榮譽，以表彰他們對3D 計算機圖形學的貢獻，以及這些技術對電影制作和計算機生成圖像（CGI）等應用的革命性影響。Edwin Catmull是皮克斯動畫工作室聯(lián)合創(chuàng)始人、前總裁；Patrick Hanrahan 是皮克斯動畫工作室創(chuàng)始員工之一，同時也是斯坦福大學計算機圖形學實驗室教授。而中國后期公司技術上還處于初級階段，幾家頭部公司都沒逃脫 “快速擴張——拼命接活——被高價挖人——萎縮”的循環(huán)。其核心問題是科技研發(fā)不足，技術積累不夠，公司停留在勞動密集型特效代工層面，技術團隊從數(shù)量到質量與這些國際頂尖公司都差得很遠。從而陷入了市場小、“天花板”低、人才缺少發(fā)展空間而大量流失等這些表面問題，但又始終解決不了。中國后期發(fā)展的根本阻礙是科技研發(fā)力量不夠，而且中國也沒有美國 “六大”這樣的制片公司，后期公司都屬于中小企業(yè)，無法支撐科技研發(fā)龐大的資金需求。我們需要根據(jù)自身的實際情況制定自己的發(fā)展策略。

3 “危” 與“機” 同在

3.1 用科技的眼光看后期

3.1.1 發(fā)展空間

隨著人工智能 （比如Deep Fake技術）和計算機的發(fā)展（尤其未來量子計算機商用后），制作工具會越來越自動化、智能化，渲染速度也會越來越快，原來上百人的工作可能十幾個藝術家就能完成，那么中國后期公司存在的意義還大嗎? 其實這就是對后期的理解問題，如果把后期理解為CG 制作和特效代工，那么不論現(xiàn)在還是未來價值都不會太高，隨著科技的進步，發(fā)展空間會越來越小。但如果回到原點，把它看作通過算法、程序對自然進行描述和表達，那么發(fā)展空間又會非常大。而且科學技術的生命力很強。前面提到的Hanrahan 教授，1989年離開皮克斯動畫工作室之后進入普林斯頓大學和斯坦福大學擔任學術職務。從20世紀90年代開始，他和他的研究團隊擴展了Render Man著色語言，使其可以在更強大的GPU 上實時工作。Hanrahan和他的學生開發(fā)的GPUs編程語言，也引起了商業(yè)版本 （包括Open GL 陰影語言）的開發(fā)，并徹底改變了視頻游戲的編寫。并可以用于各種計算環(huán)境，包括為高性能計算應用程序運行算法，以及為人工智能應用程序在海量數(shù)據(jù)集上訓練機器學習算法。Hanrahan 和他的學生還開發(fā)了一種用于GPU 的語言：Brook，并最終催生了NVIDIA 的CUDA。

改變不了別人，不妨改變一下自己。換個角度把“影視后期”看作 “影像科技”試試，可能 “天花板”自己就會打開，未來發(fā)展自然而然地不再是個問題。

3.1.2 評價體系

國家戰(zhàn)略直接影響社會評價體系。國家和地方的各項基金中，藝術基金每個項目基本上不超過百萬，而科技基金每個項目都是成百或上千萬。資本市場對科技公司和藝術公司估值差距就更加明顯了，對于一家勞動密集型的特效代工企業(yè)，簡單地用高薪挖人和低價競爭就可以輕而易舉打敗它。我們必須以科技的眼光看后期，把后期公司當作真正的科技公司來做，穩(wěn)定的科技投入才會使中國影視后期前景一片光明。

3.2 可關注的技術

3.2.1 數(shù)字人

數(shù)字人是近期比較受關注的技術，但目前還沒看到國內有比較好的DEMO 發(fā)布。“數(shù)字人”要像“人”，而國內公司展示的看起來更像AI驅動的動畫，表情、動作甚至形體都差得很遠。2018年“siren”震驚世界，騰訊雖參與其中，但核心技術并不完全掌握。有國內團隊合作想完全重現(xiàn) “siren”，以摸清其完整的技術流程，但幾個關鍵問題暫時無法突破。

“數(shù)字人”涉及實時渲染、表情捕捉、動作捕捉、高保真3D 掃描等世界頂尖的前沿技術和最先進的電影行業(yè)技術。后期公司的優(yōu)勢是對骨骼、肌肉、微表情、聲效上的研究比較多，有大量的制作經驗和成功案例，但還有大量的研究工作要做。與不同領域的科學家合作，共同選擇合適的技術路線和大量的開發(fā)與測試，跨越影視和實時渲染邊界，才能制作出可實時交互、高水準的數(shù)字人物。

3.2.2 虛擬拍攝

《熱血長安》是國內最先使用虛擬拍攝完成的一部影視作品，是中國后期公司一次成功的嘗試，這套工藝流程為中國影視發(fā)展提供了幾種可能 （以下關于虛擬拍攝部分整理自楚戈演講錄音）：

3.2.2.1 成本核算

影視作品的制作成本一直不好控制，所以金融投資機構設計的完片擔保等金融產品一直進展不大。而虛擬拍攝基本不需要外景地、置景，只需要計算特效鏡頭數(shù)，如果結合Previz，特效公司可以在整個的劇本描述，包括后續(xù)的技術達成、中期的拍攝和后期特效提供解決方案。在劇本打磨過程中，就可以提前清楚地知道有多少場戲，什么時間需要哪些人員、哪些服裝和道具等，工期、工時基本都可以提前量化出來，據(jù)此精準地測算最終的投資成本。為金融投資降低風險，提升可控性鋪平道路。

3.2.2.2 數(shù)字場景

場景對影視拍攝永遠是一個非常大的課題，多年下來，大家會發(fā)現(xiàn)很多戲的場景都非常相似。像《熱血長安》要完全還原當年唐代的街景，國內沒有好的外景地，很多唐風建筑是劇組去日本采風掃描回來，再通過CG 實現(xiàn)的。在劇本確定后，一定要在拍攝之前就儲備大量的數(shù)字資產，哪怕還沒有完善到可以直接用，模型的形態(tài)要全部出來。通過掃描實景模型、微縮模型來獲得很多的建筑基礎，根據(jù)整個的建筑風格把建筑的主體進行分解，然后形成不同的單元和板塊，像樂高玩具一樣。最后通過一些元素的整合放大縮小、重新排序，可以出現(xiàn)無限的變化，滿足不同劇組的需要。

3.2.2.3 新工藝流程

數(shù)字資產是在棚內拍戲的重要視覺依據(jù)，并促使產生了新的工藝流程。現(xiàn)場實時預覽系統(tǒng)，要對攝影機的整個運動軌跡進行數(shù)據(jù)跟蹤，甚至攝影機鏡頭的推拉搖移，都需要進行精確的動作捕捉。在現(xiàn)場采集到的攝像機運動軌跡數(shù)據(jù)，自動傳輸給后期公司進行特效鏡頭匹配。一路信號用于數(shù)據(jù)記錄，另一路信號實時推送到導演監(jiān)視器。導演由此可以看到前景人物和背景數(shù)字資產的虛實相融全部情況，從而可以要求攝影師進行精確的構圖，讓演員看到自己在虛擬空間中的表現(xiàn)形態(tài)。新工藝流程中，每一條表演都是可控的，可以清楚地知道影片中的狀態(tài)。構圖在現(xiàn)場就能完成了，包括一些數(shù)字資產臨時的位置擺放。同時，后期公司依據(jù)攝影機的運動數(shù)據(jù)，進行更精確的模型替換、打光、渲染。傳統(tǒng)流程需要多人參與的鏡頭跟蹤環(huán)節(jié)，用核心硬件替換后，使流程得到極大簡化。新工藝流程中，因為大家要在同樣的平臺、資產和數(shù)據(jù)下工作，數(shù)字管理就尤為重要。后期一般不會去現(xiàn)場幫助劇組規(guī)劃掛濾布和打光，但是新的技術流程，摳像這一環(huán)節(jié)就需要進行極大的優(yōu)化，甚至自動化。

技術革新可能會觸動任何一個環(huán)節(jié)或者一種領域的蛋糕，各個領域各個層面的企業(yè)都會直面未來的規(guī)劃問題。虛擬拍攝不會完全替代電影或電視劇的傳統(tǒng)工藝，但是它的價值必將在一定領域中得到不斷地發(fā)揮。

3.3 科研經費

后期公司中不少有識之士在技術創(chuàng)新上進行了積極探索。比如北京深度視界文化傳媒有限公司的諶鴻翔、墨極 （北京）影像制作有限公司的徐建、諾華視創(chuàng)電影科技 （江蘇）股份有限公司的米春林等。但由于每年投入的研發(fā)經費杯水車薪，難以形成大的突破。中國后期公司都是處于產業(yè)末端的中小企業(yè)，盈利艱難，研發(fā)經費有限，因此如何解決科研經費問題至關重要。

3.3.1 關注國家政策，積極爭取

目前國家大力扶持和鼓勵科技創(chuàng)新，從中央到地方都出臺了一系列政策，落實對中小企業(yè)的扶持，例如：2019年12月11日財政部、科技部印發(fā) 《中央財政科技計劃（專項、基金等）后補助管理辦法》通知等。但后期公司受制于對政策的理解和把握不足、實力和影響力不夠以及技術水平等因素，很難真正受惠于扶持政策。中國影視后期的發(fā)展要靠多方位的跨界合作，結合當下影像技術發(fā)展趨勢和市場需求，要多方位、多角度積極申報和爭取，才能逐步積累國家對這方面的重視。

3.3.2 積極與科研院校形成科技創(chuàng)新產業(yè)聯(lián)盟

一項新技術從形成概念到商業(yè)化應用要經歷漫長的過程，需要投入大量的資金和人力，但卻只有少數(shù)技術能成功商業(yè)化。因此，有人把技術的商業(yè)化過程稱為穿越 “死亡之谷”。為了解決這個問題，不少發(fā)達國家建設技術與創(chuàng)新中心瞄準新技術市場化，進行技術的商業(yè)化前期開發(fā)，以幫助產業(yè)界開發(fā)利用新技術。

表1 Technology Readiness Levels的定義

圖1 技術成熟度與TICs所處的位置

在科學研究階段 （技術成熟度為1～4 的階段），技術發(fā)展前景很不明確，處于自由探索階段，政府在這一階段給予的經費支持不會太多；在接近商業(yè)化的階段（技術成熟度為7～9 的階段），技術基本成熟，商業(yè)化前景可以預期，一般也不需要政府太多地扶持；第3～8 階段是技術發(fā)展阻力最大的階段，也是技術與資本、技術與商業(yè)的關鍵結合點，技術開發(fā)的風險很大，企業(yè)特別是中小企業(yè)往往不敢在這些階段投入資金，許多技術因此而夭折。

如圖1和表1所示，3～8階段是科研院校與企業(yè)的結合部，需要一個銜接院校科研探索和企業(yè)應用轉化的實體——政府支持下由院校和企業(yè)共同參與的科技創(chuàng)新產業(yè)聯(lián)盟。只有在政府的支持下，形成科技創(chuàng)新產業(yè)聯(lián)盟，借助相關科研院校的研發(fā)力量，才能逐漸補齊后期公司自身資金和人才缺乏的短板，才能解決中國影視后期發(fā)展的根本問題。

3.3.3 眼光長遠，形成共贏體系

我們應該認識到雖然中國電影領域產值非常小，但電影技術卻可以非常廣泛地應用于其他領域，比如：人工智能中的數(shù)字人，自動駕駛中場景識別訓練，大型活動視覺呈現(xiàn)，以及軍事裝備模擬訓練等方面。只有符合國家戰(zhàn)略和滿足社會需求，才能受到關注、擴大影響、吸引院校老師合作、獲得政府更多扶持。科研成果也更易獲得資本青睞，及時形成轉化，形成良性循環(huán)。

以往后期公司跟政府和科技園區(qū)談合作，由于在建設規(guī)模、稅收優(yōu)惠政策等方面，彼此關注點不同，造成關聯(lián)度不夠。當初華夏幸福產業(yè)發(fā)展 （集團）公司與廊坊銀行跟中國影視后期產業(yè)聯(lián)盟談過設立資金池、銀行扶持貸款等事宜。但企業(yè)只是希望幫助度過危險期，感覺資金池的作用不大，因此沒有下文。而大廠目前多是電視節(jié)目拍攝，1～2天拍完就走，落地的企業(yè)、人員與原來設定的目標差距也很大。因此，政府、科技園區(qū)支持的意愿也逐漸降低，離共贏目標越來越遠。如果我們換個角度思考，由政府前期扶持，園區(qū)輔助指導，企業(yè)、院校聯(lián)合研發(fā)，投行、基金優(yōu)先投資和孵化，形成一個支撐影視科技創(chuàng)新長遠發(fā)展的健康體系，或許比簡單的影棚基地價值要大很多。

企業(yè)不僅是派人給學生上課和邀請學生實習，而是派出技術骨干與學校院系共同成立聯(lián)合實驗室，共同探討開發(fā)哪些技術、申報什么項目；教授帶研究生與企業(yè)一起搞科研，企業(yè)購買成果和研發(fā)團隊進行商用轉化。企業(yè)成立分公司，更關注的是周邊有哪些院校；可以聯(lián)合申報哪些項目；政府和園區(qū)可以提供哪些科研支持；基金對哪些應用技術感興趣，愿意孵化哪些技術研究；企業(yè)拿出什么樣的科研成果，結合當?shù)刭Y源，能形成哪些競爭優(yōu)勢；能否形成新的優(yōu)質科研平臺，進行技術資本積累。當這樣的畫面變?yōu)楝F(xiàn)實，擋住中國影視后期發(fā)展的“天花板”還會存在嗎?

4 需要注意的問題

4.1 找對人

科研分兩塊，學術研究和工程研究。電影講求應用，后期企業(yè)一定要找工程研究類老師合作，項目和研究成果容易落地。

4.2 做科研要有耐心

企業(yè)做科研是為了打破自身瓶頸，形成競爭優(yōu)勢，更是戰(zhàn)略上的提前布局，為獲得長遠發(fā)展打下基礎，因此要有承受短期失敗的心理準備，尤其是不能急躁。要清楚科學家科研的思維角度與企業(yè)有所不同，雙方只有充分溝通、相互包容，才有攜手開創(chuàng)新天地的可能。

以上是近年來的一些心得和思考，希望對朋友們能有些幫助，也希望能與更多的朋友們一起交流。更希望中國影視后期能快速成長，在國際影視科技創(chuàng)新中贏得自己的一席之地。

注釋

①張心欣，北京電影學院未來影像高精尖創(chuàng)新中心研究員，2009年畢業(yè)于浙江大學城市學院信息與計算科學專業(yè)，紐約大學計算機系碩士，加拿大英屬哥倫比亞大學 （UBC）全獎博士，從事計算機圖形學中基于物理的流體動力學研究。先后在皮克斯、Weta Digital、北京電影學院未來影像高精尖創(chuàng)新中心從事研發(fā)工作，現(xiàn)就職于騰訊。

②本文虛擬拍攝內容，根據(jù)2017年3月3日北京深度視界文化傳媒有限公司CTO 楚戈在北京電影學院周末沙龍主講的 《〈熱血長安〉團隊談 “虛擬制作”》演講錄音整理和提煉。