《地心引力》：诞生记——逆天特效主宰一切
由墨西哥导演－ 阿方索·卡隆 (Alfonso Cuarón’s) 执导的最新科幻电影《地心引力 Gravity》在上映首周就突破《阿凡达》3D版本的票房记录，创下了惊人的五千五百六十万的票房，而有八成的售票来自于《地心引力》3D版本。 fxguide 专访主要负责本片的数字制作 Framestore 视觉特效总监－Tim Webber，看他们以及其它的特效公司如何合作，并用于和以前其它的太空科幻片完全不同的拍摄手法，以及克服导演擅长的长时间连续拍摄手法 (long continuous shots)，来模拟外太空零重力 (Zero-G) 的环境下，势必有许多数字制作的物件，就得做到毫无破绽才不会让观众发现。
文章中 Webber 也提到，光是拍摄第一个镜头时，导演就拍了连续十七分钟不间断的镜头，他说要拍摄出模拟无重力的画面就是一个挑战，而拍摄长镜头也是另一个挑战，当这二个挑战加在一起，那就是一个非常复杂的情况了。 而拍摄现场的灯光架设，使用有点类似《遗落战境 (OBLIVION)》的方式，架设了一个大型的由一颗颗 LED 灯所组成的光盒 (Light Box)，由电脑控制 LED 灯的明暗与颜色，這个作法也让演员在表演时不用像以前在蓝绿幕前想象画面，让他们更知道目前所在的处境。
文中还有提到这次为《Gravity》量身打造的动态摄影器材 Bot&Dolly 的 IRIS 系统，拥有七轴自由轴向，可追踪拍摄长达10.8公尺，每秒移动速度4公尺以及静止距离可到 0.08 mm 精准。
文章来源：http://www.fxguide.com/featured/gravity/
译者:林诗钊 转载注明出处:影视工业网
构思《地心引力》
特效指导第一次和Tim Webber合作是在2006年，当时他们一起讨论的电影是2007年的《人类之子》，也是阿方索卡隆导演的。当时要拍的那场戏是一个小孩出生的镜头，在一间小房子里。要求是要照片般的真实，还要是个长镜头。当时完成之后，特校总监就评价，“所有的细节都令人印象深刻，那个电脑造出来的婴儿也许是迄今最好的一个。”这部电影的其他表现也都可圈可点，尤其是环境的刻画十分真实。在《地心引力》中，影片时间更长，导演要求更多特效镜头，对于零重力的表现的要求也更为苛刻。
先前处理过零重力的电影里，最知名要算是《阿波罗13号》。不过，朗·霍华德的这部电影的经验并不适用于卡隆的风格。“我觉得，《阿波罗13号》是为数不多的把这个处理得不错的电影”，Webber说，“他们用了‘呕吐彗星’,是为了体验那种失重的真实感。但是镜头风格嘛，他总是先给你一个5秒钟或者更长的镜头，然后再切到一个特写镜头，然后你就看到东西晃啊晃的，然后再给另外一个东西的特写，也是大概10秒。然后再换一个场景拍。”（呕吐彗星; 一种从高处突然俯冲而下模仿自由落体的飞机，宇航员会感觉到人在零重力环境中所有的恶心感）
剧组试了很多种系统，最终决定用数目少的道具和一个LED“灯箱”来表现那些复杂的零重力的场景。在这里，演员们（基本上就是桑德拉·布洛克和乔治·克鲁尼）就在这个灯箱里表演，然后被摄影机拍摄。灯箱就相当于地球，提供了从左边射来的反射光线。在屏幕上我们看到的就是一个巨大的地球，这当然是通过电脑精准地制作出来的。
演员“掉向”或“砸向”镜头的效果，实际上演员基本上是不动的，其实只有摄影机在动。在Bot&Dolly的IRIS摄影机装备的帮助下，摄影机砸向演员，就可以达到这样的效果。这种办法，把摄影机的移动和给克鲁尼和布洛克打光结合在一起，就可以让这两个演员做出精准的表演。但是在某些镜头里，他们穿着整套的衣服，其实只有他们的脸是真的，他们的身体其他部分，衣服啊手啊手臂啊，包括当时所处的环境，都是电脑做出的，当然也都是3D的。
在拍电影之前
显而易见，像上面描述的那样，《地心引力》的拍摄就是真的前无来者。“我们在工作的时候，就一直觉得这次有些某些和以前不大一样的东西。”Webber回忆道，“每当有个人加进来了，不管是加进了什么部门，不一定是说特效部门，他们都得需要大概两周来理解整个过程以及整个电影的拍摄思路。这和以前的电影是完全不同的，不骗你的。很多人都用了很久才懂我们是在说些什么。”
对于里面的很多场戏，特效团队需要提前做好视觉预览，不然他们就不知道光应该是从哪边来的，或者就不知道这个时候该用什么样的特效画面了。“我们花了很多时间来模拟打光”Webber说，“特效和摄影的界线变模糊了。二者有交叉，但并没有严格的界线。作为一个摄影师，他要处理的特效的问题比任何摄影师都多。对于我，我要处理的摄影的问题比任何特效总监都要多。因为在这样一部电影里，这两者是不需要分的那么清楚的。”Chivo去了英国，和Framestore做了视觉预览和模拟打光，花了几周的时间。“我们很庆幸Chivo是我们的摄影师，”Webber说，“不只是因为他才有能力，还因为他脑子转的很快，愿意而且懂得怎么做和以前不一样的工作。为了表现出和现实生活一样真实的光，我们遇到了不少麻烦。”
如果说制造出零重力的效果还不算难的话，那么那些长镜头可就算是真正的挑战了。举例来说吧，电影的第一个镜头，长达17分钟，真的是无间断的17分钟。“这是无重力下的长镜头。无重力，这就是这个镜头棘手的地方。”Webber说，“不只是表现零重力是棘手，长镜头也很让人头疼。长镜头本来就难，零重力也是，你把他们两个加在一起，不对，他们不是加在一起，他们是相乘，事情就难上加难咯。”
还有一个难点在于，要让这个长镜头夺人眼球。拍片的目的可不是要观众死寂般地坐在那里，不是要让他们坐在那儿等着某个人飘上来然后拍个特写。一个长镜头就像一支芭蕾，要处理的是，一秒种都不能让人觉得乏味。“你是在用摄影机来讲故事的，从头到尾都是，不管是从环境的大远景到对话镜头再到单个镜头再到动作镜头再到另个大远景镜头，都是在用镜头说话的。”Webber说，“如果要在一个镜头里把东西都讲完的话，那么你必须得想出办法，能把这些所有的类型都囊括其中。”
基本上，他们用的都是定焦镜头。很多场景也都只换了两三个镜头。“这是根据导演打光风格而决定的，而且镜头也可以和画面配合得不错。”Webber说，“有几次我们偷偷地换了镜头，也就几次，基本上看起来都像是定焦镜头，但是还是有些微变化的。”一旦视觉预览被同意了，模拟打光也搞定了，整个特效团队还会再做一次技术上的视觉预览，来决定每个镜头怎么拍，来决定预览上的那些画面该如何在机械设备和灯箱拍摄出来。Webber说：“我们会做视觉预览，然后会做打光模拟，然后我们会把从中得到的信息提取出来，然后开始一个我们叫做技术预览的过程（techvis），然后把摄影机里拍的东西提取出来，转换成工作室用的东西，两者看起来总是不大一样的。一般来说，这时候都不是演员在动，而是摄影机在动，或者也有可能两个都在动。”
极简片场，非凡效果
《地心引力》的片场和其他电影的片场很不一样。“走进片场，特别是走进那个灯箱里，就会发现设计非常巧妙。”Webber说。一次在拍桑德拉的太空浮游的那场戏的时候，整个摄影棚就只是那个灯箱，再加上Bot&Dolly的IRIS的设备和ARRI Alexa的摄影机，就没有了。以前片场需要的那些大卡车和大件道具都不用了。在这里，他们只需要演员，一个灯箱，主创们，还有一群拿着笔电的技术人员。
这个装置很少会转过45度。
拍摄的时候，演员和摄影机都有会些移动。在右边这里可以看到有个篮子一样的东西，演员可以站在里面，这样电脑才方便旋转以及对齐。“我们会有意去避免把演员倒转超过45度。”Webber说，“因为一旦这样的话，观众就会看到他们身体上的肌肉之间的张力。我们要做出完全没有张力的样子，因为在零重力的环境里就应该是这样的。如果把他们完全倒过来，那么血就会全都跑到他们，的头上，肌肉也会全都压到脖子上。所以我们总是尽量不去移动他们，尽量把动作交给摄影机来做，让摄影机在他们周围移动。”
拍摄难度最大的镜头应该是这个：布洛克在太空站内卸下她的太空服，然后飘过一个个太空舱。这些都是室内景，所以难度都比较大。用Webber的话说，因为跟室外戏比的话，室内戏大多画面构成都是演员，所以比较难。“同样的情况下，比如说都是从右边打来的光，而且都是往右运动的话，拍演员的脸部可比拍演员的整个身体容易太多了。”
灯箱里有着数目巨大的LED灯，基本上就像一个超大的挂式电视的屏幕一样。背后基于的技术就和摇滚乐队和体育馆常用的那种巨大屏幕没什么两样。“每一个像素都是一盏LED灯，而且都是能控制的。”Webber说，“大概有180万个独立的灯，而且每盏我们都能够单独控制。意思就是说，如果要这里或者哪里的灯暗些或者要变一下颜色的话，我们不用像以前一样去把灯搬来搬去了，我们直接在大屏幕上控制就行了。”
灯箱内的LED面板，这张图片是在太空站内，围绕着演员们的打光
关于这个，还有一个好处就是，对于演员们，他们可以知道当时所处的环境是怎么样的，而不用再像以前一样干想象了。他们可以真切地看到真实的时空。“这东西不只是正确的打光那么简单，还给了演员们关于周围的真实感。”Webber说，“假设说是拍的是桑德拉正下降到太空站，那么她的的确确可以看到太空站离她越来越近了，她就有了周围到底发生了什么的意识。”导演可能会叫她看着某一个屏幕上的东西或者叫她伸手去抓一个门把——尽管这些东西都不会在电影里被表现出来。“这样的话，他们就真的可以在屏幕上看到这些这些东西，有时候我们还会在上面点个点，让他们更容易看到。”但其实LED灯本身是比较粗糙的，而且没有很好地调和好，但是Webber发现很多时候“这并不会怎么样，因为灯一多，混在一起，就好看了。但是还是有几次我们必须加柔化才行。这些LED灯其实都蛮奇怪的，他们灯的颜色蛮奇怪，他们会根据角度的不同而突然改变颜色，而且在水平角度和垂直角度的改变还都不一样，所以我们得自行处理这个方面的东西。”
刚刚说要他们做了很多视觉预览，但是在拍摄现场还是有很多弹性空间的。“他们要你在镜头之外做些什么，你都要反应得过来。”Webber说，“如果他们想要某个地方改变速度和时间的话，我们就得做到。所以呢，除了要事先的预览要做得好之外，我们还得有可以回旋的余地。但是肯定的，有些地方是回旋不了的，这时候Framestore的团队就会去跟布洛克和克鲁尼交涉，特别是在一些室内戏里，这种情况比较多。一般我们就会这么说，‘这个镜头的结尾我们要你把手放在这里，准确地放在这个地方，不能有偏差。’他们两个就知道怎么做了，不仅欣然接受了，演得很好，还会把手在恰好的时间点放在那个地方。他们每次都配合得很好。”
下面是个图标，还有个摄影机向演员运动，以此来制造处角色飞往摄影机的效果。详细见下
Bot&Dolly的IRIS装置的参数
还有另外一种技术来制作零重力的效果。在某些镜头里面，桑德拉·布洛克会被吊在一个装置上、，然后像木偶一样被操纵，以此来制作出零重力的效果。“我们用四个点把她挂起来，，每个点上有三个不同的电线连接着。”Webber说，“所以基本上就是把她的那个点分成三角形，我们就能在不需要晃动和摆动就可以控制她了。我们可以操纵她，而且我们有着一群这样的技术人员，他们在《战马》里工作过。他们就是真的在操纵桑德拉。他们有时候会有点心理障碍，觉得操纵那玩意就是在操纵演员，如果扭转或是倒转的话，桑德拉就真的会倒转。我们还可以把整个装置做上下左右的移动。不过这个需要事先排练一遍，也需要电脑控制。所以总的来说，都是需要事前排练和手工操纵相结合的。”
所以整个团队还要协调操纵不同部分的人员的工作。电脑人员的工作，摄影机人员的工作，灯光的运用，桑德拉的表演，这些都要作为一个整体来看待。比如说，尽管那里没有真实的太空站，桑德拉就演得像是抓住了太空站的门把，然后往走廊里走。就这段戏，“所有的这些动作和我们的配合加起来，看起来就会像是真的在发生什么一样，但是在现场就基本没有那些个东西。”Webber说，“所以，每一个take拍完之后，不管是导演，摄影师，还是我，都会坐在一起看，我们会各自发表看法，对对对，“这个镜头在我这边看来是不错的”，“我们这边也觉得可以”， “我这边也是”。就像这样。所以对于一个take是否合格是件比较复杂的事情。”
布洛克还在一个自行车椅子式的装置上拍过戏。在拍这个的时候，出于安全原因的考虑，她的一只腿就被重重地绑住了，Framestore就可以在CG里把那条腿换成别的东西。（电影里身体或是脸都是CG造出来的）
在灯箱里工作还有一个要提的，就是他们用不了绿幕，所以在灯箱里的每一个镜头，演员们都得根据转描的要求要表演。说到桑德拉，Webber说，“转描的时候，她有时候就和背景难以匹配，所以我们得做出一切努力，来让画面变得干净利落，但是她基本上还是无法完成。我们不能用绿幕，因为会得到绿色的背景。摄影机要到处移动，一切都在她身边运动，你得在她身上贴满了绿片，这样一来，我们想要实现的打光就很难做到了。”
动画，效果和渲染
Framestore用的是一个以物理设置为基础的打光和阴影模型。“我们要让它看起来更加真实。”Webber说，“所以说用一个物理基础的渲染器是十分重要的，我觉得这是我最重要也是最对的选择之一。在我们决定用它的时候，当时的风险挺大的，但是我觉得应该会带来很好的改变，于是我们就用了。”最后他们是在Arnold上完成渲染的，相比于之前Framestore用的RenderMan来说算是一个突破。
要让影片看起来真实，打光是一点，但是故事的讲述也是一点。《地心引力》符合现实，但是并没有死板地完全依据于现实。比如说，很多太空站和卫星的轨道的高度都被适当压缩了。打光技术的核心，是Framestore团队和Solid Angle的Arnold带来的物理上的正确性以及正确的着色器。“我们用它的原因是为了让它看起来更加真实和好看。”Webber说，“我发现这还帮上了摄影师了呢，因为光正好是他所习惯的样子。我们在电脑上重新设计了打光的装置，让它变得更加传统一点，就是有反射板和挡板的那种。如果我们要向太空站反射光线的话，我们可能得做出一千米外的反射板。在太空你就得这么做，当时拍电影的话就不必被这些物理理论限制了。”
决定使用Arnold来渲染的确是个挑战。“我们是第一次用它。”Webber说，“刚开始的时候还蛮害怕的，但是制造了我们所有室内工具的团队用了Arnold（以前他们用的是PRMan）做的很出色，所以后来一直进行得很顺利。”（《地心引力》是在Arnold上进行渲染的。他们写了7万1千行的着色器代码）
幸运的是，Arnold有着超强的记忆管理功能，让很多复杂的场面也能完成渲染。“我觉得这是Arnold擅长的东西，用许多复杂的几何来完成渲染，同时还得做很多光线追踪。”Webber说，“渲染的时间很长，所以得一直确认我们做的是正确的。如何做出来的东西对于整部电影的质感没有什么帮助的话，那要承受的压力得有多大啊。把很多东西管理好就能改变很多。”他们还用了很多实例化，增加了画面的复杂性，但是没有给Arnold的记忆限制带来什么负担。
Frametore还加了很多的镜头效果，比如渗透，闪耀，色差——这些元素在一般电影里都看不到。Webber解释说，“有一部分原因是因为，这么做有助于观众的感官体验。因为你在太空拍摄的时候，你不可能是用最好的摄影机在拍，也不可能换镜头，很多事情都做不了。所以说用那些特效镜头是为了展现在太空摄影的感觉。在太空拍摄是真的会有一些漏光的。白色航天服后面的太阳，二者的对比以及其中的阴影。由于太阳的遥远以及太空的乌黑一片，如果在阴影部分没有表现出地球反射过来的光的话，那么反差就会变得特别大，比任何你在地球上看到的东西都要大。所以说，你可以在电影里看到很多高对比度的画面。”
在12年底，其实Framestore就已经完成了绝大部分的拍摄。但是还有混音还没做，而且导演突然决定改变片头，他要让太空梭上下颠倒。所以后来他们又工作了两个月的时间，中间他们重新对哈勃望远镜进行建模。Webber说这听起来“像是很简单一样”，但其实，改变这电影里某一部分都会对其后的镜头产生巨大的影响。“你可以对某个镜头加速，这很简单，但是如果是要对于某个镜头做上下颠倒的话，那么对于一个长镜头来说，就不是那么简单的事情了。”
电影里的太空站和卫星都是Framestore事先精准地建过模型的。他们对细节的要求程度也很高。不过有例外，就是内景的有些太空舱，还有整个宇宙设置，都是通过电脑渲染得来的。（Tim Webber说，如果《地心引力》是在一台单核电脑上用单个处理器渲染的话，那么渲染该什么时候开始才来得及上映呢？他的技术团队计算出的结果是，公元前5000年，也就是埃及文明开始的时候。）
电影中有很多碎片和残骸的表现画面，这些的代码大部分是在Maya完成的。“当我们第一次用线框测试的时候，我们就觉得最后结果一定不错，因为它看起来是那么真实。”Webber说。碎片残骸一般会减速然后往下掉，但是由于零重力的环境，所以Framestore都没有这么处理。拍出真实的画面是困难的，需要照顾到方方面面。
“要怎么让观众信服在太空发生的事情的真实性是比较让人伤脑筋的。”Webber说，“一般用于太空电影中的桥段你都不能用，不管你是用模拟还是用特效。比如天电吧，把远处的天电处理得闷闷的不那么有力量，是不符合电影观众期待的。就算在宇宙中有爆炸的话，也没有人知道到底那是什么样的。”
Framestore和导演都有和请教过宇航员们，以确保影片的真实度。从一上映，这部电影就被宇航员Buzz Aldrin表扬过。不过，尽管特效一直要试着把电影拍得尽可能的真实，有些方面还是得放弃的。“有时候你不得不破例”Webber承认，“比如说从太空站出去要花50分钟这样的东西就不能照搬了，观众们看得正高兴，你就给他们这样一个东西，不行的。对于动作，我们还是会先做得和现实一样的，但是当然也会有些会破例，但是我们总会让这些动作看起来是有意义的。”
立体制作
《地心引力》已经被公认为是立体电影的又一佳作，许多评论者建议观看3D能获得最佳的观赏效果，自从《阿凡达》以来，很少有立体制作的电影获得如此广泛的赞誉，所有的演员和实拍部分都是单机完成的，所有的CG 3D部分是由 Framestore完成的，同时 Prime Focus为整个电影30%的部分做了后期3D转制工作，Webber说“对我来说这不能算是一部后期转3d的影片，尽管实拍部分是后期转制完成的，但更多是CG的元素被直接渲染成3d立体，所有的元素可以被认为是天然的（或原生的）的立体元素，对于大银幕来说，你只是对很小面积的演员和空间做了一些2转3的后期工作，那其实真的算不上是后期转制。”
对于电影能和3D得益彰，Webber自有他的一套看法。“我觉得有很多原因。我们都觉得这部电影适合用3D来拍。我觉得那个长镜头很值得研究一番。立体制作真的能祝你一臂之力，你能更好地享受那一个环境。你会觉得你就像飘在太空一样，就像和3D手握手，飘在太空一样。他们用广角镜头来拍，这么做就互相配合得很好。在太空飘来飘去感觉对于3D的表现真是很有帮助。”
很显然，导演是很信任Tim Webber和Framestore团队的。Webber本身是特效总监，他对于这部电影的每个细节都发挥了重要的作用。但是拍电影是一个团队工作，Webber是第一个这么说的，“对于任何电影中的特效，最重要的就是要有一个有能力有才华的团队。很多靠的是你的技术，而不是电脑本身的技术。很多小细节其实都是手动的工作，你要听角色的呼吸声，看他们头部的动作，然后细致地修改这些东西。这些细致的变化都会对影片的成败起关键的作用。”
关于灯箱，再多说几句
灯箱看起来就是个空心的箱子，高六米左右，宽3米左右。里面的墙面是196个面板，0.6*0.6米，每个面板上有4096个LED灯。
这些灯不仅能发光，还能变色，而且还能根据程序按不同的速度来变色。顾名思义，灯箱就是用来为箱内的演员提供恰当的照明的，不管他们是在什么位置，也不管他们运动得有多快，灯箱都能满足要求。
2010到2011年就已开始测试
早在开拍之前，Chris Watts就被请来合作这部电影。他主要是来解决电影技术上的问题的。他和导演一起工作，以特效合作者的身份。他为导演提供了很多种可行的打光的办法。特效团队都一一测试了，包括下面这个用USC ICT的Lighthouse技术的办法。
这是视频是2011年的Eurographics，是USC ICT的Paul Debevec,Graham Fyffe, Wan-Chun Ma，加上Lightstage LLC的Tim Hawkins，再加上Chris Watts的作品。Chris Watts后来也成了《地心引力》的特效顾问。里面的那个女演员是Margarita Levieva。
这个测试的目的在于，究竟通过USC ICT的Lighthouse的系统（包含多个高速摄影机，时间控制的打光，3D和立体声重塑）能不能满足影片的打光要求呢。基于很多原因（比如Phantom摄影的拍摄需求），这个系统后来还是没有被采用。不过很多镜头都用了Lighthouse的数据。主要最终定为乔治·克鲁尼和桑德拉·布洛克，一确定完，他们就分别坐下来接受面部扫描。扫描是日后拍摄的时候做参考用的，当然，另一个目的是为了做CG。
灯箱这个解决办法在伦敦时候就被探讨过了。当时他们建议用拍摄后，在后期制作的时候再补充打光的办法来解决光的问题。当然，后来在视觉预览的阶段，他们还是决定用灯箱来制造出光的大环境。
“我们用了Lightstage来获得克鲁尼和桑德拉的面部扫描。”Webber解释说。“有几个镜头他们的脸是CG做出来的，但是很少，比我们想象中的少多了。因为其他技术我效果都不错，实际用真脸的话是比较容易的，所以我们总是想办法用真脸。用CG做出一个能让人百分百信以为真的脸其实还是很不容易的，而且，如果整部电影都这么做的话，那就太吓人了。”所以就这么决定了，用CG做脸不是这部电影的风格。
很有趣的是，USC ICT的调查团队（由Paul Debevec领头）早在2002年就说过，“打光再生系统”“不需要成为一个球体，而只需要墙面，天花板和地板”就应该可以了。这和Lighthouse 3做的事情差不多。他们也是用装置上的摄影机绕着演员们转，但是他们还用靠程序控制的灯来做出绕着演员转的效果。
在2004年，他们甚至还就LED墙/箱和Digital Domain进行了短暂的合作，他们当时用的是Barco灯管。但是这个项目后来就中断了。Chris Watts 和 Paul Debevec在2010年还讨论过和Lighthouse很像的办法，但是因为需要做一个新的比现在更大的彩色灯台，他们后来还是把注意力转到前文提到的这个方法上去了。Chris Watts还提过让Bot&Dolly来负责片场的机械摄影机IRIS装备。最后装备还是由Autodesk Maya来完成的，系统也是比较传统的。现在这个系统的承载量是6公斤到500公斤。
整个IRIS驱动系统有7种轴可以选择，再装上一个摄影机的话，还可以算上其他3种轴。最长距离是10.8米长。Bot&Dolly每秒可以移动4米，停止的话，精度在0.08米以内。告诉你这个的话，你就知道这有多么屌爆：整个系统的总重是6000公斤。
下面是Bot&Dolly 2012年年鉴的精华。里面展示了他们为《地心引力》所做的努力。这不是电影里的镜头。里面有摄影机和灯光移动而演员保持不动的画面，拍出来之后，观众就会以为她真的是在太空里漫游。
这个公司是在旧金山成立的。如今，Chris Watts高兴地留在美国去拍摄其他电影了，而Bot&Dolly团队则到了英国工作。他们的系统是可供出租使用的。
关于《地心引力》声音设计：发生在无声的外太空中的故事，声音设计怎么出招 ？
ASC美国电影摄影师杂志译文：使用虚拟灯光和程控机械臂实现《地心引力》的外太空环境
所以整个团队还要协调操纵不同部分的人员的工作。电脑人员的工作，摄影机人员的工作，灯光的运用，桑德拉的表演，这些都要作为一个整体来看待。比如说，尽管那里没有真实的太空站，桑德拉就演得像是抓住了太空站的门把，然后往走廊里走。就这段戏，“所有的这些动作和我们的配合加起来，看起来就会像是真的在发生什么一样，但是在现场就基本没有那些个东西。”Webber说，“所以，每一个take拍完之后，不管是导演，摄影师，还是我，都会坐在一起看，我们会各自发表看法，对对对，“这个镜头在我这边看来是不错的”，“我们这边也觉得可以”， “我这边也是”。就像这样。所以对于一个take是否合格是件比较复杂的事情。”
布洛克还在一个自行车椅子式的装置上拍过戏。在拍这个的时候，出于安全原因的考虑，她的一只腿就被重重地绑住了，Framestore就可以在CG里把那条腿换成别的东西。（电影里身体或是脸都是CG造出来的）
在灯箱里工作还有一个要提的，就是他们用不了绿幕，所以在灯箱里的每一个镜头，演员们都得根据转描的要求要表演。说到桑德拉，Webber说，“转描的时候，她有时候就和背景难以匹配，所以我们得做出一切努力，来让画面变得干净利落，但是她基本上还是无法完成。我们不能用绿幕，因为会得到绿色的背景。摄影机要到处移动，一切都在她身边运动，你得在她身上贴满了绿片，这样一来，我们想要实现的打光就很难做到了。”
动画，效果和渲染
Framestore用的是一个以物理设置为基础的打光和阴影模型。“我们要让它看起来更加真实。”Webber说，“所以说用一个物理基础的渲染器是十分重要的，我觉得这是我最重要也是最对的选择之一。在我们决定用它的时候，当时的风险挺大的，但是我觉得应该会带来很好的改变，于是我们就用了。”最后他们是在Arnold上完成渲染的，相比于之前Framestore用的RenderMan来说算是一个突破。
要让影片看起来真实，打光是一点，但是故事的讲述也是一点。《地心引力》符合现实，但是并没有死板地完全依据于现实。比如说，很多太空站和卫星的轨道的高度都被适当压缩了。打光技术的核心，是Framestore团队和Solid Angle的Arnold带来的物理上的正确性以及正确的着色器。“我们用它的原因是为了让它看起来更加真实和好看。”Webber说，“我发现这还帮上了摄影师了呢，因为光正好是他所习惯的样子。我们在电脑上重新设计了打光的装置，让它变得更加传统一点，就是有反射板和挡板的那种。如果我们要向太空站反射光线的话，我们可能得做出一千米外的反射板。在太空你就得这么做，当时拍电影的话就不必被这些物理理论限制了。”
决定使用Arnold来渲染的确是个挑战。“我们是第一次用它。”Webber说，“刚开始的时候还蛮害怕的，但是制造了我们所有室内工具的团队用了Arnold（以前他们用的是PRMan）做的很出色，所以后来一直进行得很顺利。”（《地心引力》是在Arnold上进行渲染的。他们写了7万1千行的着色器代码）
幸运的是，Arnold有着超强的记忆管理功能，让很多复杂的场面也能完成渲染。“我觉得这是Arnold擅长的东西，用许多复杂的几何来完成渲染，同时还得做很多光线追踪。”Webber说，“渲染的时间很长，所以得一直确认我们做的是正确的。如何做出来的东西对于整部电影的质感没有什么帮助的话，那要承受的压力得有多大啊。把很多东西管理好就能改变很多。”他们还用了很多实例化，增加了画面的复杂性，但是没有给Arnold的记忆限制带来什么负担。
Frametore还加了很多的镜头效果，比如渗透，闪耀，色差——这些元素在一般电影里都看不到。Webber解释说，“有一部分原因是因为，这么做有助于观众的感官体验。因为你在太空拍摄的时候，你不可能是用最好的摄影机在拍，也不可能换镜头，很多事情都做不了。所以说用那些特效镜头是为了展现在太空摄影的感觉。在太空拍摄是真的会有一些漏光的。白色航天服后面的太阳，二者的对比以及其中的阴影。由于太阳的遥远以及太空的乌黑一片，如果在阴影部分没有表现出地球反射过来的光的话，那么反差就会变得特别大，比任何你在地球上看到的东西都要大。所以说，你可以在电影里看到很多高对比度的画面。”
在12年底，其实Framestore就已经完成了绝大部分的拍摄。但是还有混音还没做，而且导演突然决定改变片头，他要让太空梭上下颠倒。所以后来他们又工作了两个月的时间，中间他们重新对哈勃望远镜进行建模。Webber说这听起来“像是很简单一样”，但其实，改变这电影里某一部分都会对其后的镜头产生巨大的影响。“你可以对某个镜头加速，这很简单，但是如果是要对于某个镜头做上下颠倒的话，那么对于一个长镜头来说，就不是那么简单的事情了。”
电影里的太空站和卫星都是Framestore事先精准地建过模型的。他们对细节的要求程度也很高。不过有例外，就是内景的有些太空舱，还有整个宇宙设置，都是通过电脑渲染得来的。（Tim Webber说，如果《地心引力》是在一台单核电脑上用单个处理器渲染的话，那么渲染该什么时候开始才来得及上映呢？他的技术团队计算出的结果是，公元前5000年，也就是埃及文明开始的时候。）
电影中有很多碎片和残骸的表现画面，这些的代码大部分是在Maya完成的。“当我们第一次用线框测试的时候，我们就觉得最后结果一定不错，因为它看起来是那么真实。”Webber说。碎片残骸一般会减速然后往下掉，但是由于零重力的环境，所以Framestore都没有这么处理。拍出真实的画面是困难的，需要照顾到方方面面。
“要怎么让观众信服在太空发生的事情的真实性是比较让人伤脑筋的。”Webber说，“一般用于太空电影中的桥段你都不能用，不管你是用模拟还是用特效。比如天电吧，把远处的天电处理得闷闷的不那么有力量，是不符合电影观众期待的。就算在宇宙中有爆炸的话，也没有人知道到底那是什么样的。”
Framestore和导演都有和请教过宇航员们，以确保影片的真实度。从一上映，这部电影就被宇航员Buzz Aldrin表扬过。不过，尽管特效一直要试着把电影拍得尽可能的真实，有些方面还是得放弃的。“有时候你不得不破例”Webber承认，“比如说从太空站出去要花50分钟这样的东西就不能照搬了，观众们看得正高兴，你就给他们这样一个东西，不行的。对于动作，我们还是会先做得和现实一样的，但是当然也会有些会破例，但是我们总会让这些动作看起来是有意义的。”
立体制作
《地心引力》已经被公认为是立体电影的又一佳作，许多评论者建议观看3D能获得最佳的观赏效果，自从《阿凡达》以来，很少有立体制作的电影获得如此广泛的赞誉，所有的演员和实拍部分都是单机完成的，所有的CG 3D部分是由 Framestore完成的，同时 Prime Focus为整个电影30%的部分做了后期3D转制工作，Webber说“对我来说这不能算是一部后期转3d的影片，尽管实拍部分是后期转制完成的，但更多是CG的元素被直接渲染成3d立体，所有的元素可以被认为是天然的（或原生的）的立体元素，对于大银幕来说，你只是对很小面积的演员和空间做了一些2转3的后期工作，那其实真的算不上是后期转制。”
对于电影能和3D得益彰，Webber自有他的一套看法。“我觉得有很多原因。我们都觉得这部电影适合用3D来拍。我觉得那个长镜头很值得研究一番。立体制作真的能祝你一臂之力，你能更好地享受那一个环境。你会觉得你就像飘在太空一样，就像和3D手握手，飘在太空一样。他们用广角镜头来拍，这么做就互相配合得很好。在太空飘来飘去感觉对于3D的表现真是很有帮助。”
很显然，导演是很信任Tim Webber和Framestore团队的。Webber本身是特效总监，他对于这部电影的每个细节都发挥了重要的作用。但是拍电影是一个团队工作，Webber是第一个这么说的，“对于任何电影中的特效，最重要的就是要有一个有能力有才华的团队。很多靠的是你的技术，而不是电脑本身的技术。很多小细节其实都是手动的工作，你要听角色的呼吸声，看他们头部的动作，然后细致地修改这些东西。这些细致的变化都会对影片的成败起关键的作用。”
关于灯箱，再多说几句
灯箱看起来就是个空心的箱子，高六米左右，宽3米左右。里面的墙面是196个面板，0.6*0.6米，每个面板上有4096个LED灯。
这些灯不仅能发光，还能变色，而且还能根据程序按不同的速度来变色。顾名思义，灯箱就是用来为箱内的演员提供恰当的照明的，不管他们是在什么位置，也不管他们运动得有多快，灯箱都能满足要求。
灯箱还能被移动，被装载在机械臂上。
2010到2011年就已开始测试
早在开拍之前，Chris Watts就被请来合作这部电影。他主要是来解决电影技术上的问题的。他和导演一起工作，以特效合作者的身份。他为导演提供了很多种可行的打光的办法。特效团队都一一测试了，包括下面这个用USC ICT的Lighthouse技术的办法。
这是视频是2011年的Eurographics，是USC ICT的Paul Debevec,Graham Fyffe, Wan-Chun Ma，加上Lightstage LLC的Tim Hawkins，再加上Chris Watts的作品。Chris Watts后来也成了《地心引力》的特效顾问。里面的那个女演员是Margarita Levieva。
这个测试的目的在于，究竟通过USC ICT的Lighthouse的系统（包含多个高速摄影机，时间控制的打光，3D和立体声重塑）能不能满足影片的打光要求呢。基于很多原因（比如Phantom摄影的拍摄需求），这个系统后来还是没有被采用。不过很多镜头都用了Lighthouse的数据。主要最终定为乔治·克鲁尼和桑德拉·布洛克，一确定完，他们就分别坐下来接受面部扫描。扫描是日后拍摄的时候做参考用的，当然，另一个目的是为了做CG。
灯箱这个解决办法在伦敦时候就被探讨过了。当时他们建议用拍摄后，在后期制作的时候再补充打光的办法来解决光的问题。当然，后来在视觉预览的阶段，他们还是决定用灯箱来制造出光的大环境。
“我们用了Lightstage来获得克鲁尼和桑德拉的面部扫描。”Webber解释说。“有几个镜头他们的脸是CG做出来的，但是很少，比我们想象中的少多了。因为其他技术我效果都不错，实际用真脸的话是比较容易的，所以我们总是想办法用真脸。用CG做出一个能让人百分百信以为真的脸其实还是很不容易的，而且，如果整部电影都这么做的话，那就太吓人了。”所以就这么决定了，用CG做脸不是这部电影的风格。
很有趣的是，USC ICT的调查团队（由Paul Debevec领头）早在2002年就说过，“打光再生系统”“不需要成为一个球体，而只需要墙面，天花板和地板”就应该可以了。这和Lighthouse 3做的事情差不多。他们也是用装置上的摄影机绕着演员们转，但是他们还用靠程序控制的灯来做出绕着演员转的效果。
在2004年，他们甚至还就LED墙/箱和Digital Domain进行了短暂的合作，他们当时用的是Barco灯管。但是这个项目后来就中断了。Chris Watts 和 Paul Debevec在2010年还讨论过和Lighthouse很像的办法，但是因为需要做一个新的比现在更大的彩色灯台，他们后来还是把注意力转到前文提到的这个方法上去了。Chris Watts还提过让Bot&Dolly来负责片场的机械摄影机IRIS装备。最后装备还是由Autodesk Maya来完成的，系统也是比较传统的。现在这个系统的承载量是6公斤到500公斤。
整个IRIS驱动系统有7种轴可以选择，再装上一个摄影机的话，还可以算上其他3种轴。最长距离是10.8米长。Bot&Dolly每秒可以移动4米，停止的话，精度在0.08米以内。告诉你这个的话，你就知道这有多么屌爆：整个系统的总重是6000公斤。
下面是Bot&Dolly 2012年年鉴的精华。里面展示了他们为《地心引力》所做的努力。这不是电影里的镜头。里面有摄影机和灯光移动而演员保持不动的画面，拍出来之后，观众就会以为她真的是在太空里漫游。
这个公司是在旧金山成立的。如今，Chris Watts高兴地留在美国去拍摄其他电影了，而Bot&Dolly团队则到了英国工作。他们的系统是可供出租使用的。
关于《地心引力》声音设计：发生在无声的外太空中的故事，声音设计怎么出招 ？
ASC美国电影摄影师杂志译文：使用虚拟灯光和程控机械臂实现《地心引力》的外太空环境
本文为作者 王涛 分享，影视工业网鼓励从业者分享原创内容，影视工业网不会对原创文章作任何编辑！如作者有特别标注，请按作者说明转载，如无说明，则转载此文章须经得作者同意，并请附上出处(影视工业网)及本页链接。原文链接 https://cinehello.com/stream/25582
