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教学主讲 · Karl Janisse / No Film School
图源：Luka Cyprian
“去到片场前，先成为一名虚拟制作专家。”
本文是虚拟制作系列四篇文章中的第一篇，主要介绍虚拟制作的一些基本类型。电影制作行业中，使用的工具日新月异，因此，本系列中，用于描述虚拟制作（virtual production，缩写为VP）的术语定义也可能会随着时间而变化。目前，虚拟制作在电影制作行业中所处的地位也在不断发生着变化。
虚拟制作有望改变我们制作电影的方式已不是什么新闻了，像我们这样的人正在积极努力使之成为现实。为什么呢？
虚拟制作可以降低新兴电影制作者的门槛
虚拟制作可以让电影人全方位发挥创意，打造故事的环境和情景
虚拟制作给外景后勤等问题带来了高性价比的解决方案
但是，在我们真正深入了解虚拟制作台前幕后的应用方式之前，让我们先设定我们的框架——虚拟制作最适用于哪些方面？
不如让我们先从更显而易见的问题开始——虚拟制作到底是什么？这是一个包罗万象的术语，实际上指的是很多不同的事物，但就本系列文章的意图和目的而言，当我在使用虚拟制作这个术语时，指的是以下内容：
运动跟踪和动作捕捉
可视化预览与勘景
LED立体电影制作
在格雷格·弗雷泽 （Grieg Fraser）拍摄的《迪士尼展廊：曼达洛人》（Disney Gallery: Star Wars: The Mandalorian）大获成功后，使用 LED 虚拟制作摄影棚进行电影和广告拍摄变得愈发流行。
对于那些还不清楚这篇文章在说什么的人，我们想向你简要介绍一下虚拟制作。让我们一探究竟！
图源：Luka Cyprian
运动跟踪和动作捕捉
虽然一些形式的动作捕捉（motion capture，简称mocap）在电影和游戏中已经存在了很长时间，但能够使用可用的工具来捕捉物体、演员或摄影机的运动，才是虚拟制作效果让人如此激动不已的原因。事实上，真人动作可以实时编码到3D图形引擎中，以执行大量操作，其包括：
为动画人物捕捉真人动作
捕捉道具或布景的运动，以渲染复杂的动画效果
捕捉摄影机在3D空间中的运动，使背景随摄影机运动做出相应的改变，保证运动中视觉畸变的统一
图源：Luka Cyprian
可视化预览与勘景
可视化预览与勘景是两项目不同的技术，但在本质上，它们在虚拟制作的背景下所使用的工具相同。这两项技术都利用虚幻引擎（Unreal Engine，缩写UE）或Unity这样的实时游戏引擎来实现预想的效果。
虚拟勘景
虚拟勘景是一项可以将真实世界（或虚拟搭建）的环境引入游戏引擎，随后交由你的创意团队对其进行远程勘查，进而确定该环境是否合适作为拍摄地点的技术。
在游戏引擎中，你无需亲临片场，便可模拟各种真实世界的布光风格，也可一并解决那些极其复杂的后勤问题。显然，还可以节省带团队去遥远拍摄地点勘景的机票、餐饮、酒店、交通、安全保障等巨额差旅成本。
如果没有合适的实景拍摄地点，可以在工作室中自创一个。开拍前，提前对布景进行虚拟勘察，并搞清楚演员在每一个场景里的走位，都有助于确保布景设计师和场景搭建团队一次性就能搭建好制作所需的一切，只要布景确定可用于拍摄，就能避免昂贵的布景重建或调整。
图源：Maxim Tolchinskiy
可视化预览
可视化预览将虚拟勘景技术提升到了一个新的高度，使用可视化预览的目的是在开拍之前就能实现电影整个序列或场景的拍摄、编辑和输出。这有助于拍摄当天在片场做出创意决策，避免重拍或者因进度跟不上导致的巨额开销。
虽然这项技术在影视业里并不新奇，但在游戏引擎中实时创建可视化预览的操作可以在电影制作过程中进一步调动不熟悉3D软件的创作团队成员，确保每个人都可以在开拍之前对作品的最终效果点头认可。
图源:：Luka Cyprian LED立体电影制作
终于，我们迎来了LED立体电影制作的时代。迪士尼的《曼达洛人》（The Mandalorian）在商业上取得的巨大成功让全世界都为之兴奋，因为它开创了一种使用虚幻游戏引擎进行实时捕捉的方法，并在不太真实的环境中为观众拍出了更逼真可信场景。
我们来分解一下这项技术涉及的内容。
我将避免过于技术化地探讨这项技术——尽管这项技术有无数值得深入探讨的内容，如果感兴趣，你可以自己先研究一下这个技术。
图源：Luka Cyprian
LED
在硬件方面，虚拟制作过程中最有技术含量的部分是使用LED面板作为图像的背景源，为场景做实时的“成片”背投（rear-projection）。
市场上有许多不同类型的面板，而且各有优缺点，雷迪奥的Black Pearl 2是我最常使用的LED，也是拍摄《曼达洛人》时使用的面板——由于缺乏官方“标准”，就我个人而言它在市场上算是数一数二的面板。
虚拟制作的常规流程始于虚拟制作工作站（VP workstation）中处理的图像，然后由专用的渲染计算机将其渲染为所需分辨率的图像，随后发送到切换器，切换器将信号发送到所搭载的色彩处理器上，最终图像发送到LED上进行显示。
图源：Epic Games
引擎
这是最让人激动的部分了。虚拟制作中使用电子游戏引擎来渲染“成片”质量的3D环境，用于LED屏幕上实时播放。虚拟制作所使用的环境通常是在这些引擎中完成设计，可视化预览、勘景和测试也是在引擎里进行。
游戏引擎成为一切的中枢，而且随着其专业消费级GPU技术的进步，这种工具在致力于学习、使用它的电影制作人中得以普及。
虚幻引擎（Unreal Engine，缩写UE）和Unity都有用于虚拟制作的工具包，而且两者似乎都非常热衷于让它成为使用难度更低、更便于影视制作者使用的样子。
虚幻引擎（Unreal Engine，缩写UE）和Unity这两种游戏引擎我都用过，但在虚拟制作方面，我更喜欢UE，因为它有庞大的的开发者社区和插件支持——不过关于Unity与UE哪个更好用的争论可太多了，你可以自己来权衡。
也可以两个都试试——它们都可以免费试用和学习，并且都拥有惊人的开发者社区以及可以帮助你入门的教程视频库。
图源：Luka Cyprian
运动跟踪
那么究竟是什么让影片具有“立体”效果呢？
实际上，靠的就是在3D空间中对摄影机，以及有时对道具和演员进行实时跟踪，然后在游戏引擎中处理它们在摄影棚中的位置，接着将各元素放置到3D环境中。然后，在背景的LED屏幕上显示与摄影机位置相匹配的视场和视差，就算进行复杂的手持拍摄和摇臂运镜也能实现摄影机跟踪匹配。
有很多方法可以在3D空间中跟踪拍摄对象，我会在别的文章里做详细介绍。
这一切是如何运行的？
总的来说就是：你拿着摄影机站在虚拟摄影棚上拍摄场景。摄影机在游戏引擎的三维空间中进行运动跟踪，然后游戏引擎利用跟踪信息把你放置到3D环境中，以围绕虚拟摄影棚的LED墙显示出来来充当镜头背景。
这不仅可以创造出你站在英国多佛白崖（Cliffs of Dover）或火星冻土层上的错觉，而且还提供了一种使用LED屏幕作为主动光源来模拟环境照明的方法，如果你用绿幕（green screen）技术替代的话，环境光源将是需要另外解决的问题。
结语
关于虚拟制作，还有很多内容可以深入了解。
本系列文章旨在帮助传统电影人更多地了解虚拟制作的世界以及游戏和电影是如何融合的。后续，我将谈谈“虚拟制作和传统制作有什么区别？”。
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