3d电影利用的什么视觉原理（关于3D电影拍摄技法的硬核技术分析）
3d电影利用的什么视觉原理（关于3D电影拍摄技法的硬核技术分析）机器狗将钢珠吐入管道《变1》中，烘托对决气氛，特效镜头穿过前景魔方碎片穿透地板
电影自诞生之日起，就富有猎奇性的观赏价值。以此为契机，无数的先驱者在电影的视觉体验这一方向上不断尝试新的突破，不论是乔治·梅里埃的电影魔术，还是今天的CG特技，在此一点上其实都是共通的。3D电影同样如此。和不同的CG效果有逼真虚假之差别一样，不同的3D电影其视觉呈现也有立体感的强弱之分。在全新的视觉技术基础上，如何让一部3D影片看上去更富有立体感和更富有视觉冲击力，撇开后期3D效果的制作编排外，前期的拍摄方法也已经站到了根本性的重要地位。
本文以《变形金刚3》为例，着重罗列《变3》与《变1》、《变2》由于3D原因所体现在拍摄手法上的具体差异。之所以选择导演迈克尔·贝的《变形金刚3》是出于正反两方面的考虑。从正面考量，3D电影的客观效果非常符合迈克尔·贝的创作风格，即可触感的真实视效。而从《变形金刚3》这部电影的失败之处来看，迈克尔·贝在创作时追求追逐式的高速镜头的冲击感、多碎片式的暴力美学、甚至众多纪实镜头穿插以及零散快切式剪辑等个性特点，这些又和观众的3D观影感觉在很大程度上发生了抵触。《变形金刚3》全片60%的镜头是原生3D，15%的镜头是纯数字制作，剩下的25%是依靠后期的2D转3D。迈克尔·贝在影片花絮中提及，"我放慢了我的步调，拍摄了很多大画面"，该片剪辑师在采访中说道，"你必须将画面停久一些，有很多需要讨论的，不仅仅是要拍迈克尔·贝想要的运动图像，还要考虑在镜头内运动过程中，画面内的动作。"那么，迈克尔·贝又是如何在追求自己个人风格的前提下，遵从3D电影制作原则来进行创作的呢？
（一）穿透式镜头
所谓穿透式镜头即可以将镜头穿过某些物体，如墙面、高楼、碎石以及车窗等。在迈克尔·贝的《绝地战警2》中，长镜头环绕穿过墙上的枪眼，体现双方对峙气氛。同样的技法在《变1》中也有使用。小的狂派金刚与国防部长等人在屋内对决，使用的技法以及营造出的气氛效果与《绝地战警2》一致。同样在《变2》中至少有四个此类穿越前景式镜头，其中一个与上述技法的气氛烘托一致。其余三个镜头各自强调对应桥段，分别是突出魔方碎片穿透地板的灼烧力量，钢珠通过狭小通风管道进入军事密封的库存室，以及苍蝇变形金刚穿过土墙孔追查主角。
《变1》中，烘托对决气氛，特效镜头穿过前景
魔方碎片穿透地板
机器狗将钢珠吐入管道
镜头穿过墙面的洞眼
机器苍蝇穿过墙上的洞眼
从上面几个例子可以看出，这类穿透性镜头除去迈克尔·贝惯用的烘托对决的气氛外，在叙事方面和其它普通拍摄手法的价值一样。穿透镜头本身没有什么特殊地位，只是导演在根据具体的桥段而选择的一种表现手法而已。但由于3D电影的视觉特殊性，这种本来普通的拍摄技法却被赋予了特殊地位。穿透镜头出现在立体画面中，能使观众感觉好像自己在跟随画面主体穿梭其中，仿佛进入到影片画面中一样，这样也就进一步强化了影片的3D立体效果。
在《变3》的第一场戏中，开场的第二个镜头便是一个长达7秒的穿透式镜头。当然导演借助虚拟场景设计以及主体运动轨迹，将穿透式镜头设计地更为顺畅且不刻意。全片第四个镜头也是一个非常明显的穿透式镜头，画面穿过飞船玻璃直入舱内。在情节设计上，这个镜头将观众从客观的外部战斗非常顺势地带入进正在激烈战斗的飞船舱内。之后片头的几场戏中，陆陆续续采用了很多穿透性镜头，直到片头出现，镜头穿过"御天敌"的眼睛，大量的环绕碎片，最后开头字母整体也采用穿透式组装到观众面前。综上可以看出，因为拍摄的方式不同，导演明显将3D效果作为一个重头，从开场就以最直观的方式呈现给了观众。而且这种呈现方式并不生硬，遵循的还是2D拍摄式的思维逻辑，手法也符合剧情和相应的情绪烘托。为了凸显《变3》的3D视觉效果，在开场后的影片中，不论是追车、打斗或者是一些大规模场景中，都夹杂着这类穿透式镜头。
（二）碎片飞溅粒子效果与越过前景拍摄效果
在游乐场播放的3D立体电影，为了能在视觉上产生与观众之间的互动，使用最普遍的有三大技法，一是前面提及的穿透性镜头，另外两个是将某些碎片或物件喷向画面以及越过前景拍摄主体。
首先是碎片物件喷向画面，经常用的桥段是对着镜头喷水，观众感觉好像水要喷到了自己。其实利用飞向屏幕的物体，建立较近距离感的画面图层，从而产生视觉深度，再结合观众看到飞向自己的物体时的下意识的心理作用，能够有效地从视觉立体感上刺激到观众。类似的技法还有颗粒物漂浮，所谓的颗粒物可以指爆破碎片、沙尘、飘荡的雪花、雨滴以及各种类似在空中穿梭的粒子。基于粒子扩散的效果，此类画面可以令观众仿佛是置身其中，空中的雪花触手可及，雨点打在自己身上，爆炸的碎片也冲向自己等。
所谓越过前景拍摄的方法，在2D影片中也是常用的技法，即虚焦越过前景物体拍摄后景画面，通常前景物体交代环境关系或者借景衬托情绪。但是利用3D图层原理，将前景作为独立的视觉图层，配合景深关系以及画面运动，能够很好地强化画面深度。该技法使得观众的视线跟随摄影机镜头，越过面前的景物看银幕中的更"里面"的内容，或者感觉自己随着画面快速前进，景物从面前迅速经过一般。两种方法都是体现立体效果的最直接的手段。
其实上述两种技法迈克尔·贝在拍摄2D影片时就经常使用，尤其是前景越过式镜头。但基本上每个场景只有一两个此类镜头，大多用于全景交待后推向中近景画面，服务于场景环境介绍。但是在《变3》中却大量充斥着这类镜头，尤其体现在封闭空间内的场景。比如在开场宇航员进入方舟号飞船，武装队员进入切尔诺贝利核电站时，便设计了大量越过前景拍后景主体的镜头。借助前景与3D立体效果搭配，除了增加视觉效果外，也很好地营造出场景的复杂性和神秘感，使得观众更好地跟随角色在视觉上被带入到场景中，从而增加对影片的认同感。即使是在处理人类这边的戏份上，导演也运用了大量越过前景的镜头，借助3D视觉效果强化场景的环境，从而烘托反派人类的角色形象。
物体飞向镜头这一技法，可以说也是迈克尔·贝常用的手段，如《变1》中被炸的飞向镜头的坦克。在《变3》中，笔者印象最深的是擎天柱归来救下主角一行人，弹壳飞落地面，仿佛要砸向观众。借用曾经在网上看到的《变3》预告片就可以更清晰的解释其效果原理。在《变3》上映之前时光网上曾播放《变3》的预告片，结尾就是该画面，弹壳从原始播放框中掉出，并出现砸碎屏幕产生裂痕的效果。当时笔者吓了一跳，因为弹壳仿佛要从银幕中飞出来一样。实际上该预告片的画面播放框是大于原始画面播放框的，而观众长期观影的下意识认为画面只应存在于原始播放框中，所以当画面内容突破这个边框时，会有种立体的视觉冲击。其实这也是3D立体电影能与观众互动的关键原因之一。弹壳的下落从视觉上直观的强调了擎天柱归来的气势。《变1》、《变2》中也夹杂着很多类似镜头，但一般每场打戏里面只有两三个。在《变3》中导演制造了很多类似桥段，当然手法并没有那么明显和刻意，更多是与剧情有效融合在一起的。
弹壳飞落向观众
装置飞向银幕
碎石与蠕虫机甲冲向银幕
与之方式相近的立体粒子效果，在动作片里面常常表现为一种爆破碎片式的暴力美；而这种效果在《变3》中被翻倍增加。最明显的就是片头字幕前，镜头穿过御天敌的眼睛，里面交织了无数金属片。再者就是影片中大大增加了爆破碎片的场景，甚至不惜用特效拆毁一栋大厦。各式各样的碎片在影片中飘荡、翻转，甚至是冲向观众。利用3D电影的立体图层处理，片中每一次的粒子效果都与观众产生了很好的视觉互动。
密集的金属碎片
（三）追逐戏更加平稳，晃动镜头的比例大大减少，镜头时间相对较长
在《变1》中包含了大约五场追逐戏，如主角骑车追大黄蜂、路障追杀主角、擎天柱公路追逐战、大黄蜂坐在车上快速飞驰战斗以及少校骑摩托车阻击狂派金刚眩晕。《变2》中约为四场类似的追逐戏，而《变3》全片一共大概只有一场大规模的追逐戏。汽车追逐是迈克尔·贝的看家本领，在早期的《绝地战警》、《石破天惊》、《逃出克隆岛》等片中追逐都是重头戏，但《变3》中很明显刻意减少了公路追逐战的戏份，相信这与3D拍摄有莫大关系。3D摄影机因为其机身笨重、跟焦困难以及会令观众观影不适等问题，追逐战在《变3》中只能被导演忍痛割爱。
同时晃动镜头的比例也被大大缩减，以至于该类镜头在《变3》中的数量只有20多个。在迈克尔·贝之前的影片中，只要包含跑动、追逐、打斗等激烈的动作戏份，其中一半都是由手持摄影机制造出的摇晃镜头组成。长焦、手持晃动、爆破、奔跑这些元素拼凑出了迈克尔·贝风格化的动作戏。但是在《变3》中，由于3D拍摄的各种限制，每场战斗戏份中只有2到4个手持晃动镜头，其比例远远低于导演之前的作品。这主要是因为镜头的剧烈晃动可能会造成画面的严重拖影、重影甚至是变形等问题，而且3D电影缜密的多图层画面很难处理大量摇晃快移动镜头。实际上大量的晃动镜头即使是2D电影也会令观众产生眩晕等不适反应。所以《变3》中的追逐戏多为车载摇臂固定机位拍摄的相对平稳的移动镜头，其中三分之一还是慢镜头处理。而《变1》和《变2》的追逐戏导演习惯性运用快切，多数量高密度以及很多虚焦镜头以突出追逐战的紧张情绪。但《变3》中镜头切换频率大大减少，每个单独镜头的运动幅度也较小，导演将惯用的动态的紧张情绪替换为了一种更加倾向于静态的对峙感。随着镜头数目的减少，镜头长度增加，以及运动相对平稳，迈克尔·贝的3D追逐戏多少有些显得不那么迈克尔·贝了。
另外对于变形金刚战斗的场面，在第一、第二部中机器人的近景镜头也占比较大的数量，同时运动主体将画面撑满，直观上给予观众激烈、混乱和紧张的情绪。比如通常变形金刚变形时，画面多饱满构图，镜头紧贴正在变形的金刚，这样画面看上去更加密集，内容也更加饱满。如果在《变3》中还是采用原先的饱满式构图，画面信息量会过大，会有多到无法计数的机甲零件压向观众，这不论是对于后期的3D制作还是对于观众观看都是极其不利的。所以在《变3》中，金刚间的打斗镜头更趋于客观视角，多用相对机器人的中全景别。即使出现机器人的近景移动镜头也非常平稳。金刚在变形时，为了让观众看清楚变形金刚的细节，构图也不会硬将画面撑满而是留有大量视觉间隙。前两部中变形金刚的登场变形都是近距离，细节展示充斥画面，而第三部则是全景瞬间变形。
《变1》中擎天柱最后决战登场变形
《变2》中，开场铁皮变形
《变2》中擎天柱开场变形
既要契合平稳镜头又得保证画面的视觉观赏性，导演选择了增加镜头时间长度以及大景别的运动调度的处理方法。在《变3》的打斗戏中，迈克尔·贝原本擅长的手持镜头快切风格碍于3D电影拍摄及放映的特殊性，只得大大削减。但是为了保证影片的观赏性以及捍卫自己的个人风格，迈克尔·贝选择增加镜头的客观性，利用全景大调度镜头来弥补失去快切镜头后的激烈感。全景镜头的调度在跟焦方面的要求比较低，其次可以增加画面的信息量，可以让观众看到更多更壮观的立体影像。相对较长时间的镜头可以让观众有一个相对充裕的时间来接收3D立体信息，从而可以尽情享受3D电影的立体效果。
（四）画面构图、景深、角度以及场面布局
3D电影的创作要求在2D电影创作的基础上，针对立体视觉空间的扩展性，进行技法上的延伸与扩展。反过来说，3D电影除去各类特殊技法的使用外，传统的2D画面的拍摄技法依然是构建视觉立体感的最为重要的因素。
首先是画面构图，普遍2D电影会用各类不规则构图来强调画面中的立体关系，3D电影则在此基础上需要添加画面深度。所以在画面构图方面3D电影有其相对异于2D画面的独特性，即前面提到过的画面的立体深度连贯性。之前提过，人在观看立体画面时，下意识的会将整个画面扫视然后将视点落在画面主体上。画面中主体与背景构建起景深效果，从而体现立体电影中的画面深度。结合人观看画面的这一下意识性，如果两个镜头画面深度差别很大，这种视觉立体感的连贯性就会被打破，观众的观影效果也会大打折扣。最极端的例子，比如说上个镜头是位于银幕后面负视差的远景镜头，而下个组接的镜头是银幕前面正视差的特写镜头，这样的两个镜头在2D电影中不会有什么问题，但在3D电影中却会令观众感到不适。
其次，在立体深度相似的两个画面中，主体在画面中的构图位置也是极其重要的。如果上一个镜头中主体是中全景，居于画面最右侧，紧接着下个镜头，画面变成全景而主体在画面最左侧，这样的两个镜头会令观众的视线焦点错位，产生观影的不适感，尤其是造成3D眩晕。所以在前期拍摄时，导演一定要根据立体画面的连贯性来设计镜头组接。
第一个镜头
第二个镜头
第三个镜头
第四个镜头
第五个镜头
第六个镜头
第七个镜头
从上面7幅图片看出，不论是景别的变化，还是主体所在画面的位置，都在观众保持视觉焦点连续性的范围内，从而保证不会出现观众的视觉断层。而在传统的2D电影中，主体所在画面位置除去服务于剧情设定外，更多用于辨别位置方向，所以在之前的《变1》、《变2》中并没有特别强调这一方面的问题，而在3D版的《变3》中，画面主体的位置连贯性成为观众观影的重要因素，所以可以发现大部分镜头的衔接都是遵从这一设定的。另外我们还可以借上面的例子分析一下镜头的景别变化，7个镜头景别依次是全、近、全、全、全、全、近，景别的不同直接影响到画面的景深差异，从而影响画面立体深度的连贯性。上述镜头中虽然包含了机器人的近景甚至特写的镜头衔接，但总的来说拍摄主体所占画面的比例差距不是很大，从而保证了立体视觉效果的连贯性。迈克尔·贝之前执导的《变1》、《变2》中，经常根据剧情运用大量全跳特、特跳全的镜头，从而产生视觉上的冲击，但是在《变3》中，导演不得不遵从3D电影的拍摄构图要求来设计镜头景别以及主体位置等。
在拍摄角度的问题上，2D电影中经常会利用镜头角度来凸显画面的空间感，利用近大远小的透视原理，试图在二维的银幕上把立体空间的三维属性尽可能的模拟出来。假设3D银幕画面是一个立体空间，那么对观众产生直观立体视觉刺激的便是画面的纵深感以及位置关系。因此对于突破了银幕边框的3D电影来说，这种利用角度来制造视觉深度的手段是再好不过了。基于立体画面的纵深性，拍摄立体画面的角度自然会更倾向于正方向而不是侧方向或者反方向。在《变1》、《变2》中，画面的角度主要根据剧情的设定来选择，同时迈克尔·贝也会沿用自己一贯风格，比如大量的仰拍、俯拍以及不规则运动镜头等。但在《变3》中，导演将正面角度的镜头数大量提升，并且多为纵深感强烈的构图，尤其是打戏中可以发现正拍以及正侧拍的镜头调度占了相当大的比例，因为这样导演可以将动作以银幕纵深的方式直接冲击观众视觉。
手枪指向银幕前的观众
机械鸟冲向银幕前的观众
狂派金刚飞过银幕
再者是场面布局，对比《变1》、《变2》，仔细观看后会发现，《变3》中每场戏画面内的信息量都大大提升，并且景别运用也相对更偏向于全景。
《变3》，在人类基地内部，五名金刚的全景
对应反打上个镜头，另一个五名金刚的全景
《变3》中金刚全景战斗的镜头
《变3》中变形金刚数量最多的镜头
《变1》中一个镜头内最多只有三个金刚
《变2》中一个画面中的变形金刚最多四个
对比以上截图，《变3》中的镜头最多包含了5个以上的金刚同时运动，而在前两部中一个画面最多只同时出现过3到4个金刚，而且这样的镜头在数量上也远远不及第三部。其次是《变3》的影片整体景别偏大，比如同样是主角与大黄蜂的对话，虽然场景有宽窄之分，但是后者景别整体偏大。笔者认为，这不光是特效技术上的进步，更多是为了弥补快切金刚动作的镜头造成的缺失。众多金刚站立于画面中，镜头留足够长的时间可以让观众来观赏这样庞大的场面。如果说《变形金刚》前两部是利用快切镜头添增视觉冲击力的话，那么第三部则倾向于用更加客观的立体镜头来描绘变形金刚。丰富的画面信息，足够的镜头长度，以及平稳的镜头运动等，这些都很好地构建起一幅幅极具观赏性与真实性的立体影像。
《变1》中，主角与大黄蜂在屋内的对话是近景
《变3》中对话镜头更倾向中景
（五）虚焦镜头数量大大减少与第一人称视角的尝试
对于虚焦画面，不论是后期的3D效果修整还是观众的3D观影感受，都是极其不便的。尤其是画面模糊并且快速运动的物件，其线条不清晰，对于3D修整过程中的分层问题是一个严重障碍。因此在《变1》、《变2》里经常出现的作为前景逃难的人群，在《变3》中更多借助全景正拍等手段来展现。这样既能保证3D观影效果，又可以进一步突出3D场景的立体感，同时还可以借助逃难人群的大规模立体场面触及到观众情绪，使观众更好地感受到影片内容。
《变1》中包含全景快速移动的人群
《变3》中同样的移动人群，但选择全景正拍和缓慢运动镜头
当然《变3》中还是保留了一定数量的虚焦镜头，毕竟虚对实是一种非常基础的拍摄技法，迈克尔·贝尤其喜欢在追逐打斗场景中使用这一技法。但是因为虚焦镜头在3D电影中的局限性，导演只得配合平稳移动镜头，适当地虚化镜头内容并快速对焦。另外大景别调度镜头的使用，也可以最大限度地弥补虚焦镜头带来的问题。
同时迈克尔·贝针对3D电影还实验性地设计了两个主观镜头，第一个是在切尔诺贝利核电站武装队员透过面罩所看到的主观世界，第二个是御天敌与擎天柱对决时，一名士兵开枪的主观镜头。3D电影的独特性在于可以将画面突破银幕边框，更好地为观众呈现一个立体影像并将其带入其中。但是如果直接将画面更换成第一人称视角效果会如何呢？在《变3》中的这两个镜头借助模拟人眼的主观视角，获得的是更加强烈的真实效果。以主观镜头来叙述故事，结合3D模拟人眼观看立体的空间，理论上会将3D立体效果发挥到最大。但笔者认为，这样的主观3D镜头可能会增加眩晕问题，所以目前来讲这类镜头还是无法大量使用。
一名士兵的主观开枪镜头
一名士兵主观镜头
（六）效果总结
从以上分析可以看出，尽管迈克尔·贝身为一名对于传统类型片有着丰富经验的导演，但从胶片到3D数字片这一跨度对其创作的影响依然是非常巨大。在《变3》中迈克尔·贝既要遵从3D电影的客观规律同时又想要保证自己的作品风格。虽然存在技法上的替换、惯用手法的放弃甚至是不得不研发启用新的创作手段，但是就《变形金刚3》的影像质量本身来说，是对迈克尔·贝尝试的一次肯定——至于这部影片在叙事层面的问题则另当别论。
总的来说，3D拍摄技法的尝试可以分为特殊镜头设计、拍摄技法调整、场景布局以及新技法尝试这四大块。特殊镜头设计包括先前提及的穿越式镜头、越过前景拍摄主体以及飞向镜头的碎片等粒子效果，利用画面的纵深感，刻意制造观众与立体画面景物的视觉关系，将片中的景物呈现给观众一种触手可及的效果。拍摄技法的调整，遵循文章前半部分详解的3D硬件技术要求，根据3D的成像原理以及观影要求，减少摇晃镜头、快速移动镜头、大调度对焦镜头以及碎镜头快切等。虽然在创作技法上有所限制，但是迈克尔·贝借助了大景别调度、缓慢移动、画面多信息等来制造立体感，从而弥补了传统技法受到限制这一客观条件。其次设计镜头时，会将场景纵深作为重要考量因素，不论是角色动作还是物体变化，都得考虑到3D观影的效果。场景布局方面，同样因为3D电影特殊的纵深性，每个场景的布局都会直观影响到立体的观影效果，这要求美工师在前期筹备阶段以3D立体视觉作为依据来设计和布置场景。最后是根据3D效果进行的新技法的尝试，比如迈克尔·贝用了以往都没尝试过的纯主观视角，制造出一个第一人称的角度来观看场景，仿佛该画面就是观众的眼睛所看见的一样。
在《变形金刚3》中，迈克尔·贝更多做到的是，在原有2D拍摄的基础之上改变其拍摄方式，运用新的遵从3D立体视觉效果的拍摄手段达到其希望的电影效果。其实针对3D电影的拍摄技法还有很多，包括画面光泽的调配、数字对应胶片感的处理乃至硬件设备的调整等。总之在具体的制作细节上，导演可以借助3D这个全新平台创造出更多富有新意的技法。
