【技术前沿】—— 虚拟摄影机的“起飞”（一）

虚拟摄影机（ Virtual Camera），或称“vcam”，是一种将传统电影摄影技巧和方法带入CG世界的虚拟制作技术。

Glassbox Technologies的DragonFly系统使iPad能够充当捕捉CG世界中的图像的虚拟摄影机，又称“vcam”。

vcam系统允许摄影指导通过操纵一台能观察虚拟环境的实体“摄影机”，在一个数字创建的环境中取景和拍摄，就像他们真的在那个空间中一样。一台vcam装备通常（借助其内置陀螺仪）来调用一台智能手机/平板设备，或通过动作捕捉方法跟踪传统摄影机或移动监视器的移动。

电影《午夜天空》剧照 (The Midnight Sky) ，导演：乔治·克鲁尼，2020

vcam广泛用于视觉预览，通常针对涉及复杂摄影机编排的镜头设计，以及配合特效、数字元素和动作设计/特技部分。例如，马丁·鲁赫（Martin Ruhe，ASC）使用了vcam为《午夜天空》中复杂的太空行走创建镜头。

电影《阿凡达》剧照 （Avatar），导演：詹姆斯·卡梅隆，2009

虚拟摄影机也用于创建最终稿镜头，尤其是在CG动画电影中。这项技术早期由导演詹姆斯·卡梅隆（James Cameron）和摄影指导摩洛 · 菲欧拉 （Mauro Fiore，ASC）在2009 年上映的科幻史诗电影《阿凡达》中进行了深入改良。在该片中，前沿的动作捕捉技术使摄影组能够同时捕捉vcam动作，方法是让演员穿戴动作捕捉设备。

此技术产生的结果是具有实景真人视觉效果的全CG动画场景。最近，卡梅隆与拉塞尔·卡朋特（Russell Carpenter，ASC，两人曾合作过《真实的谎言》和《泰坦尼克号》)合作了即将上映的《阿凡达》续集，该团队不断扩展vcam 的边界。

《狮子王》2019 剧照 （The Lion King），导演：乔恩·费儒，2019

2019年上映的电脑动画制作的新版《狮子王》也是采用vcam技术拍摄的，传统摄影中的运动方式得到了充分利用。凯莱布·德夏奈尔（Caleb Deschanel，ASC）任摄影指导，罗伯特·莱加托（Robert Legato，ASC）任视觉特效总监。摄影组使用标准云台、移动摄影车、斯坦尼康、摇臂和无人机，将其作为复杂的游戏控制器，像玩电子游戏一样“玩转”虚拟摄影机。

Unity游戏引擎会回放每个动画场景，包括没有特定视角的、可延展的原始动作——而摄影组所操控的vcam的实体移动会创建一个视角，就像真实的摄影机为场景中发生的动作设定一个视角一样。

德夏奈尔和摄影组的大部分人员之前对实时视觉特效没什么经验，但他们可以利用自己在走位、取景、移动、镜头选择等方面数十年的经验，这些经验可以与莱加托对电影摄影和技术方面的专业知识相辅相成。

疫情致使了远程制作增加， 在这期间，vcam的使用频率也显著加快，因为它允许工作人员在镜头设计上进行合作，却不占用同一个实体空间。尽管每个制作使用的vcam相关工具和工作流通常是订制的，但任何形式下，它都是摄影指导所处的实体世界和虚拟世界之间的高效通道。

“使用精确的摄影机、灯光、移动的角色和音效，你就拥有了整个场景。”在Unity担任虚拟制作总监的VFX资深人士哈比布·扎尔加普尔（Habib Zargarpour）说，“这令人发自内心地感觉像置身于一个真实的片场，只不过这一切都是虚拟的。”

vcam 是摄影指导所处的真实世界和虚拟世界之间的强大通道。

工具和工作流

现在有各种不同的vcam拍摄方法和技术。Glass box DragonFly是一个被大家熟知的工具，这个虚拟摄影机是针对Unreal Engine和Maya的虚拟摄影应用程序，使掌机员能够使用摄影机的取景器、LCD监 视器或iPad来监看3D场景。当它结合Vive Tracker、ARKit、OptiTrack、MoSys或Vico等摄影机跟踪系统使用时，监视器的定位和移动也可以控制虚拟摄影机。

Glassbox Technologies的首席执行官兼联合创始人王政尧（Norman Wang）表示，该软件一直在不断更新，以包含适合摄影指导使用的新技术和工作流。

“在最新的版本中，我们换成了用NDI（一项通过 以太网发送视频的协议）进行流动成像，凭借无处不在的信号向一些激动人心的工作流打开了大门。”他说“它允许每个人都能在自己的iPad上看到从服务器传输来的虚拟摄影机内容的镜像。你可以让一位掌机控制虚拟摄影机，其他工作人员使用控制器（如Monog ram Creative Console MIDI控制器）来跟焦。该系统的设计意在非 凡的灵活性。”

摄影指导马丁·鲁赫使用vcam系统检查/视觉预览科幻电影《午夜天空》的虚拟环境。

在《午夜天空》中，鲁赫使用了vcam和iPad应用程序。这些程序是VFX供应商Frame-store和NViz开发的内部应用程序，可以为中央宇宙飞船内景的布景设计草稿进行虚拟勘景。

鲁赫回忆说：“布景设计被转换成了一个3D模型，我们可以观看并进行探索。”他补充说，我们坐在办公室里完成了这整个过程。“我们可以选择‘置身’于房间内并在其中走动，或者放置一台摄影机，选择一个镜头，然后看看某些场景能否行得通。一旦你习惯了，vcam是非常有帮助的，我们有时甚至在房间建成之前就已经可以对它们进行更改。”

鲁赫还用vcam拍摄了一场小行星风暴中飞船之外的动作场景。“为这个复杂的场面做视觉预览花了将近两个月的时间。”他说“我们意识到宇宙飞船布景要稍微长一点，动作要再 多几个节拍来传达宇航员受伤并寻求帮助的时刻。”