本文來自公眾號把科學帶回家（ID：steamforkids），作者 Mirror，愛範兒經授權發佈。
引用製作這些在電影中僅出現 1 秒鐘的特效要花上幾個月的時間。
——《萬物》電影特效：幻想與現實
不論是經典科幻大片《阿凡達》還是真人迪士尼電影《阿拉丁》，你還記得自己第一次看特效大片時的震撼體驗嗎？儘管今天的我們對電影中的特效似乎已經習以為常，但仔細想想，你真的知道它們是怎麼來的嗎？那些你以為是真實場景的畫面真的是實拍的嗎？下面就讓我們來揭祕現實中的「魔法」——電影特效。
▲《阿拉丁》| 圖片來源《萬物》
實現這種「魔法」的方式一般有兩種：在拍攝過程中使用特殊佈景或道具的特技（special effects，SFX），例如現場製造的爆炸或搭建機械模型。
▲SFX 中的機械模型 | 圖片來源 Wikipedia
這種方式的確「真實」，但是可以想象有時候還是相當危險，並且也無法達到很多高難度的酷炫效果。這時候就需要藉助視覺特效（visual effects，VFX），將拍攝所得畫面進行後期處理。
大家都知道「亞洲四大邪術」之一——PS 技術化東施為西施的「易容魔法」，那麼視覺特效運用的種種技術就更是可以達到「只有想不到，沒有做不到」的逆天效果。
虛擬角色
電影中常常會出現一些現實中不可能存在或難以控制的角色或場景，比如今年剛上映的真人版《獅子王》中的動物角色們，讓一頭真獅子為你表演試試看？
▲《獅子王》真人版
運用計算機生成圖像（Computer-generated imagery ，CGI）技術製作動畫形象就可以讓劇組不用圍着一羣動物團團轉，或為恐龍已經滅絕而發愁了。
▲《侏羅紀公園》：第一部大規模使用 CGI 動物形象的電影
不僅是動物形象，各種天馬星空的「異形」你都可以通過計算機創建三維 CGI 模型實現。有了構思之後，我們需要先創建一系列圖形合成模型。然後，由設計師根據電影風格設定，為最終模型着色，並添加紋理和明暗效果。
▲《阿凡達》中一株潘多拉星球植物由 100 萬個 CG 圖形組成
形象設計完成後就該想辦法讓它動起來，這可以通過數字化連接 CGI 模型的各部分達成，就好比給提線木偶搭線，這個過程就叫做「綁定」。完成綁定後，動畫製作者就可以通過計算機操控模型的一舉一動，並置於電影場景中。
▲GCI 動畫製作 | 圖片來源《萬物》
不過在現實拍攝過程中，真人演員是無法看到 CGI 動畫形象的，所以他們其實是在與「空氣」或模型互動，可以説是相當考驗演技。
▲「該配合你演出的我其實根本看不見」| 圖片《權力的遊戲》
捕捉動作
與 CGI 技術製作的完全虛擬角色不同，通過動作捕捉技術可以將演員化身為電影設定的角色，比如《阿凡達》中潘多拉星球的居民和《阿麗塔》中的半機械人形象都是源於對真人演員表情和動作的捕捉。
▲《阿麗塔：戰鬥天使》中使用的動作捕捉技術
▲《美女與野獸》中野獸的「真面目」
要實現這種「變身魔法」，演員需要穿上一種佈滿位置跟蹤標記點的捕捉服。這些標記點就被作為跟蹤演員動作或表情的參考點，映射到計算機生成角色的虛擬骨架上。動作捕捉未必是全身捕捉，也可以僅在需要添加特效的局部進行，比如臉和手。
無縫銜接
無論是 CGI 動畫角色還是動作捕捉技術生成的角色，都需要和電影中的動態場景相融合。一旦脱節，必然穿幫。運動跟蹤技術就可以在這時候派上用場。利用這項技術，合成的虛擬元素就會按照設定軌跡跟隨攝像機鏡頭同步移動，在適當的時間和位置自然地融入場景。
▲運動跟蹤技術
綠幕幕後
看過電影拍攝現場的觀眾們應該都會對攝影棚綠得發亮的幕布有印象。所以為什麼要用這麼突兀的顏色做背景呢？
▲攝影棚的綠幕 | 圖片來源《萬物》
其實，這種綠幕（有時也用藍幕，如天氣預報）是用來「摳像」的，也就是將拍攝的形象在後期處理時從背景中摳出來。為了便於摳像，就要使演員或道具與背景形成較大的色彩反差，而演員正常膚色中綠色或藍色的元素是最少的。並且多數攝像機的感光芯片對綠色是最敏感的，用綠色背景比較能夠突顯對比度。所以，如果你一身綠油油地出現在綠幕中，就別怪導演為什麼沒讓你出鏡了。
電影形象被「摳」下來之後，就可以任製作組自由發揮置換場景或替換元素，比如任意傳送直升機。
▲從綠幕中「摳」下直升機後置換背景 | 圖片來源《萬物》
模擬場景
水、火和煙霧雖然是現實中就存在的，但是要想達到「水漫金山」或「火海燎原」的災難場景利用真實佈景代價可就太大了。因此，設計師會使用 Houdini 之類的粒子效果軟件生成不計其數的粒子，通過設定粒子大小、形狀、顏色以及運動模式來「指揮」它們模擬成為火山、沙塵暴或瀑布。
▲模擬湍流
▲《死侍》中的模擬火焰
這就好比遊戲「我的世界」中用一些基本方塊元素來搭建房屋甚至一整個世界，只不過設計師用的是更加微小的粒子，效果也更加逼真。
隱藏道具
我們偶爾會在一些電影中看到穿幫的現象，比如用於騰空場景的鋼絲沒有被隱藏好。要隱去這些輔助道具就需要用到轉描技術，即在畫面中擦除某個物體或改變其位置的方法。特效師通過一些參數標記需要處理的目標後，就可以在剪輯過程中逐幀剪切或在其它位置粘貼該目標對象。
▲《太空旅客》拍攝場景
例如吊鋼絲的演員就是被剪切下來後粘貼到電影場景中實現「飛天絕技」的。不過這種處理方式相當耗時，因為電影的幀率通常為每秒 24 幀，也就意味着每一秒都有 24 個畫面需要分別處理。
別看電影特效技術含量這麼高，其實早在 19 世紀末就已經出現。以下列舉了電影特效發展史上的一些里程碑事件。
電影特效里程碑
1896 年，喬治·梅里愛開創了停機再拍技術。他還是最早使用多重曝光、低速攝影、淡入淡出以及手工着色的電影製作人之一，開啟了視覺特效的先河。1898 年，喬治·梅里愛在其導演的默片《多頭人》中，運用其發明的「遮罩」（「matte」）技術，將頭多次摘下放在了桌面上。
▲喬治·梅里愛的《多頭人》| 圖片來源《萬物》
1973 年，邁克爾·克萊頓執導的電影《西部世界》中，主角的「機械視覺系統」是 2D CGI 的首次亮相。
1976 年，《西部世界》的續集《未來世界》中第一次使用了 3D CG 技術。片中主要機器人角色的頭部和手部都是用數字技術製作的。
1977 年，《星球大戰 4》中的死星攻擊場景首次使用了 3D 線框圖形技術。
1982 年，《電子世界爭霸戰》是第一部大量使用 3D CGI 的電影，片中的光循環摩托競速賽完全由計算機制作。
1985 年，在《少年福爾摩斯》中，皮克斯創造了第一個全 CG 角色——彩色玻璃騎士，它在影片中從窗户跳出，落到地面上。
1989 年，第一個 CGI 水特效的例子是電影《深淵》中的變形海怪。
1995 年，皮克斯的《玩具總動員》是第一部全 CG 電影。
1997 年，詹姆斯·卡梅隆的《泰坦尼克號》大量使用了視覺特效，全片有超過 500 個視覺特效鏡頭。
1999 年，在《黑客帝國》中，VFX 藝術家創造了第一個子彈時間特效。
2001 年，在科幻電影《最終幻想》中，出現了第一個用 CG 製作的寫實人類角色阿琪·羅斯博士。
▲阿琪·羅斯博士 | 圖片來源 Wikipedia
2004 年，動作捕捉技術在羅伯特·澤米吉斯的電影《極地特快》中首次亮相。
2009 年，《阿凡達》在面部捕捉方面有了革命性的進展，能將配音演員的面部表情嫁接到他們飾演的 CG 角色上，而製作這些在電影中僅出現 1 秒鐘的特效甚至要花上幾個月的時間。
看看上世紀的特效，再看看那些五毛錢特效，我給你再加五毛，能不能認真點？
最後分享《獨立日 2》中的特效製作剪輯，來感受一下特效處理前後的巨大反差吧。
資料來源：愛範兒（ifanr）
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