你猜，卡梅隆和Weta工作室需要克服哪些困难才能打开技术新历史？

《阿丽塔：战斗天使》由詹姆斯·卡梅隆编剧兼制片，《罪恶之城》导演罗伯特·罗德里格斯执导，根据木城雪户创作的日本动漫《铳梦》改编，讲述了在公元26世纪，一名在垃圾堆上被人发现的半人半机器少女阿丽塔如何寻找自我，为改变世界而不停战斗的故事。

在吉尔莫·德尔·托罗的推荐下，卡梅隆很早就买下了版权，并打算自己指导这部电影，卡梅隆知道，想要拍好这部电影，电影技术又得进行一次大改革，当时的电影工业技术，无法完成他心中的宏图大业。他放话说等到《阿凡达2》拍摄完成。磨炼技术成熟之后，再开动此片。

随着《阿凡达》系列的跳票和越玩越大，他的精力也终于吃不消，詹姆斯·卡梅隆写了《铳梦》剧本的大部分内容，但他从没能完成这个剧本（因为他太忙了）。直到2015年，这个项目转手交由了《罪恶之城》、《杀出个黎明》的导演罗伯特·罗德里格兹，自己则作为制片与编剧的身份继续参与项目。而所谓的技术部分，很大一部分就是交给了维塔工作室。关于维塔工作室也不用多介绍了，从《指环王》中的咕噜姆到《猩球崛起》中的凯撒，和《阿凡达》中的纳美人，都是他们的成果，在人物制作上，他们真的是NO1。

前几天，维塔工作室的动画主管Mike Cozens和视觉主管Eric Saindon来到了北京，分享了他们是如何制作《阿丽塔：战斗天使》的。在这两位的演讲中，他们用到了非常多的“第一次”“史无前例”，这个真的不是吹牛，因为他们也是第一次完美的制造了一个类人类（humanoid）的角色，并且可以实现CG人物和真人演员实景同步拍摄，他们也认为，他们创作的人物超越了恐怖谷理论。

以下内容是来自大师班的现场记录，因为很多资料还处于保密期，本期的内容会主要展示出维塔工作室所攻克技术的难度，详细的技术解析，我们会在后面【跟小枫学视效】栏目中进行播放，所以你可以下载影视工业网·幕后英雄APP进行关注。

这是一个什么故事？

先介绍下《阿丽塔：战斗天使》的世界观：沙雷姆是在废铁城之上飘浮在空中的一个城市，这是拥有特权人生活的地方。而废铁城像一个熔炉一样，来自世界各地不同文化的人生活在这里。废铁城把产品物资供给到上面的沙雷姆，沙雷姆的垃圾就被放到了废铁厂，电影的主角Alita就是在废铁城被依德医生发现，依德医生把她带到了自己的家，把她放到一个改造人的身体当中。

这部电影的概念创作工作是在2005年开始的，光风暴团队（Lightstorm Entertainment，卡梅隆的公司）做了很多的概念设计，直到2015年导演罗伯特·罗德里格斯加入，电影才正式进入筹备期。

制片人乔恩·兰道之前告诉影视工业网说，《阿丽塔：战斗天使》讲述了一个：一个女孩的自我发现，关于一个父亲得到了再次成为父亲的机会，关于一个男孩爱上了他一直以来憎恶的一类人，而这种憎恶源于不了解。漫画原作者木城雪户创造了一个能够让人感同身受的核心人物，故事讲的是一个年轻女孩，或者说年轻人如何努力寻找人生的目标。这是所有人都经历过的，在人生的某个阶段，很多人都会有这种感受。

他还认为，“观众去看电影，是为了让人物带着自己踏上一段旅程。而《阿丽塔：战斗天使》的市场元素就是故事核心——让人所感同身受的人物。”所以，主角Alita不论从剧作还是技术塑造上，都变的至关重要。“观众可以通过Alita的眼睛感受这个城市，这部电影它实际上更加注重的是人物和原漫画的契合感。”也就是说，这个人物如果技术做不好，故事就不会好看。

特效制作有多难呢？

《阿丽塔：战斗天使》各方面数据都有点惊人。在角色塑造上，阿丽塔制作了包括眉毛和睫毛在内的47种毛发造型，在她头上有超过13.2万根头发、2000根眉毛、480根睫毛，脸和耳朵上有近50万根“桃色绒毛”。工程师们实现了一种新的毛孔生长技术，在每个毛孔中放置单独的毛发，使得阿丽塔的皮肤更加的细腻紧致；71件数字特效服装，女主角共计使用了125种不同的穿法；超过2500张面部表情的定帧图组成了她的各种表情；

阿丽塔的一只眼睛由将近900万个像素制作，而《指环王》整部才动用了15万像素。眼睛的近景镜头没有用传统的动态贴图制作，而是完整的创建了包括虹膜内的丝模型在内的整个眼球结构。观众在银幕上只能看到金属质感的机械身躯，却无法体会到阿丽塔实际是由8000多件数字制作的模拟人偶合成，她的身体拥有大大小小800多个内部零件、狂战士的身体更是运用了2700部件组装。所有的零件随着人物的每一个动作高速运转。

《阿丽塔：战斗天使》在维塔工作室使用的磁盘空间是《阿凡达》的3倍、全公司有近800人投入该项目、动用三万台电脑进行运算制作、团队对特效场景渲染时间总计为4.32亿小时。

演员的表演是“表演捕捉”（performance-capture）的核心

维塔工作室花了很多的时间创造像Alita这样的CG人物，但他们工作所围绕的核心就是依据演员罗莎·萨拉查的表演开展。

主角阿丽塔由演员罗莎·萨拉查扮演，在表演的基础上，再通过表演捕捉技术转化成CG人物。

表演捕捉需要演员穿上表演捕捉特制的服装，上面制作了很多的反射标记，现场会有几十个或者是十几个摄像机拍摄，运用远红外追踪捕捉信号，当然，这时候摄影机所捕捉到的都是一些位置和动作。维塔拿到这些数据之后，就可以把这些标志物和骨骼连接在一起，然后再形成一个CG的模型。这一切只是制作一个CG人物的基础，但是这个环节可以让维塔把演员的表演转换给CG角色。在这个阶段比较重要的事情是，面部表情的捕捉和动作捕捉”（motion-capture）必须同时进行，因为人的身体动作对面部表情是有影响的，人的面部表情也会对身体的动作形成影响。

电影中有Alita跳到水中的镜头，其实特效是很难对水的环境进行很好的仿真，尤其是对人物进行仿真。因为在水里角色衣服、头发都会产生不同的移动，这些细节是非常难仿真的。所以拍摄现场真的请了一个能够秉住八分钟呼吸的演员，在水底进行实拍。这个细节证明了，水下的表演要让人可信的话，就必须要真的请一个演员进去，不然做不到。在可能的情况之下维塔尽量的使用真实的人真实的演员或者是参考真实的演员，再加一些细节到角色中，如果没有这层细节，大家就会觉得缺少真实感，于是这次就做到了前所未有的互动。

使用演员的牙齿和牙龈模具建立面部肌肉系统

在工作正式开始之前，维塔工作室要先对演员进行人像扫描，去抓捕演员很多的脸部表情细节。在这个基础之上，再在去建造一些肌肉的网络，创造脸部的表情再做一个脸部人偶。这个环节，对牙齿和牙龈的扫描非常重要的，也就是，CG人物说嘴巴内部的一些动作也必须是准确的。在《阿丽塔：战斗天使》中，Alita这个角色使用了演员罗莎的眼睛和嘴巴，而原因就是这些细节非常重要，如果说不用罗莎真实的动作，数字的人物的细节就不可能看起来真实。

然后下一步会做压力测试，这是测试人偶能够有多大程度上的动作。演员罗莎做了很多大的表情，还有很多细腻的表演，这是在制作CG人物上第一次来关注语言表情，维塔工作室说Alita的脸部肌肉的动作要比阿凡达的娜蒂瑞多三倍左右。而且Alita还有1000万根头发，全身的每个毛孔都被植入了绒毛，甚至脸上，所以在不同的光源下面会呈现不同的样态。

在过去，塑造脸部的时候，基础会是大的表演，比如说悲伤的表情，或者大笑的表情，这样就可以去研究肌肉应该怎么运动，而《阿丽塔：战斗天使》里，是需要通过看嘴的结构，有很多细节都是围绕着嘴来进行的。所以这个嘴维塔花了很多时间，尝试了176次。片中名有个吃橙子的镜头，维塔做了2000多个版本，最后才得出了电影中大家看到的动作。

脸部的表面动作是一个巨大的挑战之一，维塔非常重视这个人物的脸部表情，前面说过，这个人物对于故事非常重要，如果观众不能感受到Alita思考或动作，那这个角色就是失败的。而如果想要做好这一部，就需要清楚皮肤下面肌肉、骨骼都是如何工作的。所以是先去创造一个头颅，然后保证所有的位置、细节都是正确的，然后再去创造脸部的肌肉，最后生成一个合适的脸部表情。

Alita的虹膜有830万个多边形

因为导演罗伯特·罗德里格斯和监制卡梅隆总是希望这个人物有很多的眼睛特写或中近景镜头，所以维塔也放了很多的精力在眼睛上。如果把一个人的眼睛放大，其实是可以看到很多不同的质感。

图片来自网络

在《魔戒》中咕噜也有很大的眼睛，到那时对比Alita来说，它的眼睛就非常简单了，只有两种质感。因为《阿丽塔：战斗天使》需要拍到特写，所以维塔这次也更新了他们的技术。为了得到虹膜中需要的细节，他们需要在纤维血管层做一个模拟，这个被称为基层。然后把所有的线条来做一个模拟，模拟睁眼睛睁开和闭眼的细节，这样就得到了有反射、光影的虹膜。当光照进眼睛是可以看到这个眼睛的线条。咕噜姆的眼睛里只有250000个多边形，而阿丽塔的虹膜就有830万个多边形。

维塔也试验过不同大小的眼睛，包括眼睛的大小、间距、瞳孔的大小、虹膜的大小，这些眼睛如果只看一帧静止画面还没有问题，比较自然，但是当动起来就会让人不舒服。特别是当她旁边有一个真人时。所以维塔花了很多时间来修改瞳孔、眼睛、虹膜的大小，让她在银幕上显得比较自然。当放出第一支预告片的时候，很多观众反馈她的眼睛太大，当时维塔也和导演和卡梅隆进行了讨论，最后的结果是瞳孔和虹膜变的更大了。他们把Alita的虹膜变大，这样眼白就变少了，会让她显得更加自然。

关键帧动画

除了表演捕捉，动画部门也使用了关键帧动画。关键帧动画就是在一帧在一个时间点将一个角色摆姿势，在另外一个时间点摆另外一个姿势，建立一系列的姿势串在一起，就变成了动画。所以为了Alita这个角色他们用了：关键帧动画、表演捕捉、增强表演捕捉，很多工作来形成这样的一个角色。

关键帧动画的工作时是从导演画的故事板开始，动画组从漫画里提取出一些图像来得到一些动作的印象，然后就开始做一些视效预览，去尝试这个动作可能会是什么样的。一旦有了一个片断，如果导演喜欢，认为合适，那就开始在动画里继续的处理。

充满细节和真实性的钢铁城

钢铁城有很多不同的环境，剧组搭建了一个实景拍摄地，占地9600平方英尺。维塔把整个环境做一个扫描，拿到了一个3D模型，这样就有环境的基础，然后其他的工作时在这个基础之上继续（就是打地基）。为了这个让个城市看起来更加真实和生命力，他们设置了很多电缆穿过建筑物，让这个城市可以有很多光。这样这个城市的每个地方都有细节出现，细节是可以突出真实的。比如这个城市有很多改造人，这些改造人他们有的手，脚，腿等等，是装了异肢，那现场表演的演员也会装上义肢，这样他们走路就非常像机器人。虽然现场看起来有点傻，但是到了成片中就会看上去非常的自然。

城市有非常的建筑物，这就需要渲染，维塔就用了另外一个方法，是一个比较新的技术。他们先拿15到20个非常简单的建筑物的结构，在上面进行处理，然后增加一些管道或者细节。这样这么大城市的渲染却不需要太多的内存，维塔用了（OSM）一种缓存的系统，只需要缓存一次，就可以放在不同的大楼上，所以这么大城市的渲染只用了有限的资源和时间。另外，城市的设计维塔使用了真实城市作为基础，提取一个叫OSM的数据，也就是通过街景的数据就可以了解街道的类型是什么样的楼，就可以建造钢铁楼。

尊重漫画和演员互动，这是工作的基础

导演和卡梅隆在就下过“命令”，一切都要尊重漫画，要保证所有的动作都是源自于漫画。所以对于维塔来说，他们不仅要尊重演员的表演，去捕捉这些表演，还需要忠实于漫画。他们在拍摄的过程当中总是会去参考漫画，去寻找一些动作、镜头，或者是调整摄像机的路径，从而还原木城雪户的想法。

还有一点也非常重要，在拍摄时候要能够做到演员、角色之间的互动，就是数字人物和真人进行互动。做到这一点是非常难的，可是如果做不到，其实角色之间的互动就会减少很多。可以只有做到了这一步，电影才会更加的生动，才不会认为Alita是一个CG人物，这样才会跟着主角产生共鸣。 片中有一个镜头，Alita抱起了一只小狗，小狗在舔舐着阿丽塔的脸部。为了这个镜头，他们真实拍摄了狗和演员互动的画面，但是到了成片中，只有小狗舌头被保留了实拍数据，小狗的其他部分全部由CG版制作替代。