电影《阿凡达：水之道》的渲染、CG 技术相对 2009 年的首作有何本质上的提升？
更新下回答 《阿凡达：水之道》单日票房轻松破亿 成为了线下电影院走出寒冬的火苗 看完《阿凡达：水之道》的各位小伙伴 大家“溺水”了吗？ 如果说《阿凡达1》开创了3D电影的时代 那么《阿凡达2》 就可谓是将VFX发挥到了极致的存在 身临其境般的视觉效果 仿佛让整个电影院都变成了水族馆一样 以至于让很多影迷在看完电影的当晚 梦到自己学会了潜水…… 导演詹姆斯·卡梅隆 这位封神级的导演再次成为人们关注的焦点 他每部新作几乎都为行业掀起“技术革命”  《终结者2》首次使用动捕技术 《深渊》将电脑动画引入拍摄 《阿凡达》借助头戴式摄像头和 软件算法进行面部动作捕捉 而且将电影行业推入了“3D元年” 如今的《阿凡达2》首次采用了裸眼3D技术 再一次轰动电影制作界  1、视觉盛宴 随着电影的上映，《阿凡达：水之道》的神秘面纱不断被揭开，根据卡梅隆导演在不同平台采访的内容来看，虽然制作电影涉及到了许多新技术，但工作量仍然十分庞大，一个镜头大概要制作几百个版本，才能收获最满意的画面。 诚如片名所言，《阿凡达2》的领域从陆地拓展到海洋，而众所周知，海洋的特效几乎是所有特效中最难的，卡梅隆想要突破自己在《阿凡达》中创下的特效天花板。《阿凡达2》的特效也完全不负众望，精彩绝伦、无与伦比、摄人心魄，让电影真正成为不可替代的视觉奇观。 甚至，电影的特效比我们看过的任何海底世界都更清晰、更梦幻、更瑰丽。尤其是电影的第二幕有超过30分钟的海底世界呈现，给观众带来前所未有的沉浸式体验。一大波海底生物从我们身边游弋而过，清晰、透明、开阔，观众身临其境、目不暇接，仿佛真的置身于这个玄妙神秘的潘多拉星球。  2、索尼VENICE Camera 自从卡梅隆宣布要出《阿凡达》续集开始，就有不少人猜想他这次会使用哪种相机？作为“爆片”的导演，一举一动，一个小小的选择都会引起不小的反响，经过团队的讨论，卡梅隆和制片人乔恩兰道决定采用带有3D立体装置的索尼威尼斯摄像机用于《阿凡达》第二部和第三部，更是请到了荣获奥斯卡获奖电影的摄影师拉塞尔卡彭特拍摄，该摄影师也曾拍摄《泰坦尼克号》与卡梅隆是多年合作伙伴及好友。 之所以会选择使用威尼斯摄像机，是因为卡梅隆在对其测试阶段，发现拍摄出来的画面很丰富，整体的高光和光源也非常明亮，给人一种深沉且柔美的感觉。这种拍摄出来的画面同样让卡梅隆第一次深刻体会到“高动态范围图像”一词的含义。  科普：高动态范围图像（High-Dynamic Range简称HDR），相比普通的图像，可以提供更多的动态范围和图像细节，根据不同的曝光时间的Low-Dynamic Range图像，利用每个曝光时间相对应最佳细节的LDR图像来合成最终HDR图像，能够更好的反应人像在真实环境中的视觉效果。 在17年9月，索尼也表示，它们已经与Lightstorm密切合作，定制Venice摄影机——索尼首款全画幅数字电影摄影机。  该摄影机使用新的索尼布线系统，Venice的唯一部件将是图像传感器光学块，从而将机载相机重量减少到每个传感器块约3磅（约2.72斤）。通过减轻重量和改善人体工程学，Cameron和Lightstorm团队将能够以更大的灵活性和自由度进行拍摄，来满足制作的特定需求，时间点恰好卡在《阿凡达》续作的开始。 3、面部捕捉 阿凡达动作捕捉舞台，并没有采用在演员脸上放置反光标记来捕捉表情的传统方法。取而代之的是，演员们戴着特殊的工具，例如带有微型相机的头盔。该设备以前所未有的程度记录了面部表情和肌肉运动。  最重要的是，摄像机还记录了眼球运动，这是先前系统所缺乏的一项功能，可以使CG角色显得更加灵动。 4、超级渲染 为了完成《阿凡达2》部分画面的渲染任务，制作工作室调用了六千个处理器渲染了一年之久。具备强大算力的装备非常关键，这些耗时耗能的装备将随着技术发展而高速迭代。 5、水下3D摄像系统 《阿凡达2》的主要场景将在水下，影片的大部分拍摄是在一个90万加仑的水箱中进行的。这不是通过电脑制作特效，而是演员们经过训练后在水下穿着表演捕捉服，不带水肺设备，屏住呼吸才得以完成的。 凯特·温丝莱特在接受《好莱坞记者》采访时说：“为了在《阿凡达》中扮演这个角色，我不得不学习如何自由潜水，我最长的屏气时间是7分14秒。” 这部电影以水下场景为主，基本上都是在水下拍摄的，是在一个90万加仑的水箱中进行的，水箱模拟不同的洋流和海洋运动。演员们用一种新的水下表演捕捉形式，将水下拍摄和表演捕捉结合在一起，这是以前从未有过的，Weta团队花了一年半的时间开发了一个新的动作捕捉系统。 任何水下的拍摄都是非常有挑战性的。一方面是设备的水下拍摄性能，另一个方面是因为水的缘故，颜色褪色非常快。蓝色光波长在水下的传播效果是最好的，但通常情况下，水下电影拍摄必须处理红色波长的光，距离镜头每两米就会下降一档光。那么在水下进行动捕就更难上加难了。 团队在这个问题上投入了大量的人力、创新、想象力和新技术，花了大约一年半的时间来研究如何解决这个问题。  部分解决方案包括用白色小球覆盖在水池表面，防止头顶演播室的灯光干扰表演捕捉系统，同时保证水下的人能够安全地上来。 而拍摄的摄像机也需要能挑战水下拍摄的所有难点。为了解决光线损失和外壳干扰的问题，澳大利亚摄影师Pawel Achtel ACS开发了一个系统DeepX 3D，使用特殊Nikonos水下镜头的RED摄像机。 直接使用“水中镜头”方法的分辨率  这个系统在镜头周围没有外壳，因此避免了畸变，并且没有色差、图像平面曲率和由光学外壳引起的像散（光束不能聚焦于一点，成像不清晰，产生像散。）。DeepX 3D轻便小巧，潜水时重量不足30公斤。系统使用Epic Dragon摄像头。它消除了圆顶端口或外壳，使整个6K传感器的清晰度提高了10倍以上。这也是唯一一个提供超高清质量的水下3D系统。对于立体拍摄来说，还有重要的一点是，它有一个0~75mm的可调节立体底座 (IA)，带有一个专利的湿式（潜水式）分束器，可防止失真和分辨率损失。 也正是这个系统让《阿凡达》团队第一次能够通过无边框的6K图像捕捉电影摄影的真正美感。 所以《阿凡达：水之道》在拍摄时就选择使用了4k、3D、高帧率拍摄（最高可达120帧、每秒48帧拍摄），透过镜头准确表达故事核心，让观众拥有沉浸细腻的感官体验。  6、虚拟制作与Weta水制作 在虚拟制作方面，《阿凡达》的虚拟制作艺术总监Norm Newberry也是非常厉害的人物，在他40年的职业生涯中创作了许多作品，例如为2004年的《极地特快》等早期动作捕捉电影设计布景，也在《阿凡达》电影中设计彩虹色潘多拉等。这一次在《阿凡达：水之道》中，他与卡梅隆一起帮助开创了数字虚拟制作技术。 《阿凡达》使用真人摄影和动作捕捉，所以布景是数字化的，需要不同的思维方式。导演手持虚拟摄像机观看3D场景，虚拟摄像机直接在他的计算机中生成世界里的指导场景。通过这个虚拟摄像机，导演不会看到现实中的演员，而是看到在CG环境中10英尺高的蓝皮肤CG角色 。 机内CG图像具有视频游戏的分辨率，因此在Cameron完成拍摄和剪辑序列后，WETA公司，再花费数月时间制作最终的高分辨率逼真图像。  Weta艺术家们将潜水服表演者变成纳威人。他们还建造了丰富数字环境，创作了充满动植物的迷人水下世界。根据Weta的说法，这部电影创造了57种新的海洋生物。为此Weta艺术家还向惠灵顿维多利亚大学的研究人员咨询了珊瑚礁生物学。 《阿凡达：水之道》是WETA公司有史以来最大的视觉特效项目。整部电影只有两个镜头不包含视觉效果。  尽管在水池里进行了长时间的修剪，使用了大量的水，但电影中几乎所有的水都是电脑生成的。在Weta制作的3240个视觉特效镜头中，有2225个与水有关。 为了让潘多拉变得栩栩如生，Weta的团队不仅要成为流体力学方面的专家，还要能够逼真地再现那些复杂的物理现象。用行业术语来说，水的飞溅、晃动、喷射和饱和的方式必须“解决” 。  “大约有1600种不同的主特效模拟”Weta的一位特效总说，“海浪在海洋中的正常流动，海浪与角色的相互作用，海浪与环境的相互作用，沿着皮肤流动的薄薄的一层水，头发潮湿时的行为方式，水下光线的折射率。我们想让它在物理上完全准确。” 作为他们研究的一部分，Weta团队拍摄了数百小时的参考镜头:水面上的风涟漪，海浪撞击岩石，海藻的运动。制作团队还在镜头前做扣篮动作拍打头部，这样团队就可以研究水对卷发的影响。此外卡梅隆自己也为制作团队提供一些深海潜水的参考资料。  这么多水流体，那模拟也需要相当大的时间。有的场景用Weta的系统就花两周时间来模拟水的运动。这还不包括最终渲染所需的数百万个处理器小时。据了解《阿凡达2水之道》所有存储数据总量为18.5PB，而《阿凡达1》只有1PB。可见这个制作量和渲染量有多大。 7、幕后概念设计 卡梅隆创造的这个水下世界并非对现实的复刻，而是加入他天马行空、难以超越的想象，所以观众会看到更为斑斓多元的色彩，看到更多千奇百怪的海底生物…… 卡梅隆作为技术狂魔，阿凡达》系列电影也素来被网友称之为“纯粹是为大荧幕而诞生的影片” 单从特效上说，《阿凡达2》的确是一骑绝尘 《阿凡达2》的成功，必将进一步促进人们对于VFX专业的关注。