15年之后，《泰坦尼克號(hào)》再次被搬上了熒屏，而這次的宣傳“噱頭”則是炙手可熱的3D。盡管一上映就獲得了影迷的追捧，但一向苛刻的導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆卻對(duì)這部3D電影表達(dá)出了失望之意：“《泰坦尼克號(hào)3D》仍不是真正的3D，只有2.8D。”既然如此，向來(lái)追求精益求精，并對(duì)2D轉(zhuǎn)3D所表現(xiàn)出來(lái)的粗制濫造的電影效果早就表示過(guò)反感情緒的大導(dǎo)演為何不惜花費(fèi)1,800萬(wàn)美元的巨資，在15年后重新將本已登峰造極，并在當(dāng)年橫掃18億美元票房奇跡的《泰坦尼克號(hào)》打造成為他口中的“偽3D”呢？
一方面全新購(gòu)置3D器材的價(jià)格高昂，會(huì)對(duì)電影制作帶來(lái)高額的成本壓力，另一方面，經(jīng)典電影的形象早已深入人心，貿(mào)然更換表演班底無(wú)論是對(duì)新演員的表演水平，還是對(duì)觀眾的接受程度都是一項(xiàng)全新的挑戰(zhàn)，為了避免容顏老去的演員們風(fēng)采不再，后起小生風(fēng)韻不足的尷尬，2D轉(zhuǎn)3D就成為了導(dǎo)演們即便對(duì)這項(xiàng)技術(shù)存有諸多不滿的情況下，仍然不得不做的選擇。
3D版《泰坦尼克號(hào)》海報(bào)
3D是怎么“煉成”的？
《泰坦尼克號(hào)3D》讓觀眾在明知下一步劇情發(fā)展的情況下，仍然會(huì)因?yàn)榘l(fā)生在“眼前”的真實(shí)愛(ài)情悲歌，熱淚盈眶。為了獲得足以讓觀眾再一次感動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)感，卡梅隆的團(tuán)隊(duì)要處理的只有一個(gè)非常簡(jiǎn)單，卻足以讓人頭痛的因素，而這也是所有3D電影的核心因素：深度(Deep，也就是我們?cè)?D渲染里常說(shuō)的Z軸)。為了進(jìn)一步搞清這一技術(shù)，我們先來(lái)了解下肉眼是如何辨別深度這個(gè)概念的。
人類的平均瞳距大約為6.4厘米，因此當(dāng)我們看物體時(shí)，雙眼的視線之間有一個(gè)夾角；當(dāng)物體距離我們無(wú)限遠(yuǎn)(理論地平線)時(shí)，視線間的夾角達(dá)到最大，也就是180度。而要在畫(huà)面上重現(xiàn)這種效果，就是要讓畫(huà)面中的主體、其他物體和背景三者分別按照相應(yīng)的方向“分裂”開(kāi)相應(yīng)的距離，然后以不同波長(zhǎng)的光線展現(xiàn)，再重疊在一起(融合影像)。這時(shí)人們通過(guò)佩戴3D眼鏡(也就是左右不同的濾鏡)，讓左眼與右眼接收分別為它們提供的影像，就能在平面的屏幕上獲得距離感的錯(cuò)覺(jué)了。
3D電影原理（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）
從圖一中我們可以清楚看到3D電影是怎么一回事：不同的投影機(jī)會(huì)在不同的方向錯(cuò)開(kāi)一定距離，把畫(huà)面中有距離區(qū)別的部分投射到熒幕上。而觀眾所佩戴的3D眼鏡也會(huì)選擇不同的光線進(jìn)入左右眼，這樣你就能看到物體“前于畫(huà)面”或“后于畫(huà)面”的視覺(jué)假象了。
同樣，我們?nèi)舯３帜Ｐ椭幸暰€與屏幕交點(diǎn)(也就是影像本身)不變，而將眼球的位置前后移動(dòng)一下的話，就不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)你離屏幕越近的時(shí)候，影像的深度差距就越小，反之越大。這也是為什么你在看3D電影時(shí)坐得越靠后，反而越會(huì)被“飛出”屏幕的拳頭等嚇到的原因。
理論上，只要在任何顯示器上展示根據(jù)上述原理處理過(guò)的圖像，人們就都能在3D眼鏡之后看到“立體”的畫(huà)面。但你可能發(fā)現(xiàn)，在家中通過(guò)智能電視的3D模式觀看影片時(shí)，無(wú)論你怎樣調(diào)整，還是會(huì)經(jīng)常看到裸眼時(shí)看到重影呢？這是因?yàn)椋绻?huà)面的背景設(shè)置成無(wú)限遠(yuǎn)的話，那么畫(huà)面背景的兩個(gè)影像之間的距離相當(dāng)于瞳距6.4厘米。而一般人在觀看3D融合影像時(shí)，雙眼所能接受的最大偏差率只有2.5%。換言之，除非你家的電視能寬過(guò)100英寸(注意，這里指的只是寬度，并非對(duì)角線尺寸)，否則你是不可能看到完美的3D影像的。
2D-3D
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，2D-3D轉(zhuǎn)換技術(shù)需要將2D影像的各部分嵌入3D的計(jì)算機(jī)圖形(CG)空間中。要制作出比較協(xié)調(diào)的自然3D影像，需要數(shù)百名工作人員手 工進(jìn)行大規(guī)模調(diào)整工作。即使是直接3D拍攝的電影，也不可避免要用到2D-3D轉(zhuǎn)換技術(shù)，比如 《阿凡達(dá)》。
卡梅隆說(shuō)：“在3D轉(zhuǎn)換技術(shù)中，最難實(shí)現(xiàn)的一點(diǎn)是怎樣將其以對(duì)的方式來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。”導(dǎo)演需要對(duì)每一個(gè)場(chǎng)景要營(yíng)造出怎樣的立體視覺(jué)效果做出決斷，需要確定觀眾與不同場(chǎng)景物體的“親密接觸”程度，這些對(duì)觀眾的3D觀影體驗(yàn)有著至關(guān)重要的影響。比如說(shuō)，怪獸和子彈需要從屏幕里呼嘯而出，讓觀眾全身后縮“哇呀”大叫。而屬于背景的場(chǎng)景，則需要“嵌”進(jìn)屏幕里去，這就需要依靠3D圖形學(xué)的渲染技術(shù)來(lái)制造出透視感和距離感。幾乎對(duì)于影片中的每一幀每一幅圖片都要增加這種“前凸后翹”的效果，但是不同場(chǎng)景下所采用的技術(shù)又大相徑庭，甚至只是拍攝的角度變化了一點(diǎn)，就會(huì)帶來(lái)轉(zhuǎn)換技術(shù)上的全盤(pán)變動(dòng)。而其中主要關(guān)注的問(wèn)題有下面三點(diǎn)：
1. 利用視差形成景深
制作3D效果時(shí)，關(guān)鍵一步是要做出景深。其基本技術(shù)原理是人眼觀察物體時(shí)所形成的視差(parallax)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，視差就是從有一定距離的兩個(gè)點(diǎn)上觀察同一個(gè)目標(biāo)所產(chǎn)生的方向差異。從目標(biāo)看兩個(gè)點(diǎn)之間的夾角，叫做這兩個(gè)點(diǎn)的視差，兩點(diǎn)之間的距離稱作基線。只要知道視差角度和基線長(zhǎng)度，就可以計(jì)算出目標(biāo)和觀測(cè)者之間的距離。人類正是通過(guò)這種方式，感知到觀察物體的深度信息。同時(shí)，自然界中也有些動(dòng)物會(huì)利用運(yùn)動(dòng)視差，依靠自身移動(dòng)來(lái)獲得不同的觀點(diǎn)。比如，鴿子的兩眼視場(chǎng)沒(méi)有重疊，因此沒(méi)有立體視覺(jué)，但是它們上下擺動(dòng)頭部以獲得深度。該方式如圖二所示，隨著觀測(cè)點(diǎn)從一測(cè)移至另一側(cè)，遠(yuǎn)方物體的移動(dòng)比近處物體緩慢。
視差（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）
這兩種視差處理方式都可以在3D電影拍攝或者轉(zhuǎn)換的技術(shù)中加以借鑒。
然而，僅僅明確這一點(diǎn)還不夠，實(shí)際上的3D電影拍攝可不僅僅是擺出來(lái)兩臺(tái)立體攝像機(jī)就足夠了。
首先，導(dǎo)演必須對(duì)場(chǎng)景布局做到足夠的“胸有成竹”，明確在電影放映的時(shí)候，哪些物體“呼之欲出”，哪些場(chǎng)景要“退之千里”，以此來(lái)確定攝像機(jī)的光軸方式、距離差和角度差。可以想象，拍攝團(tuán)隊(duì)中必定有這樣的劇務(wù)，拍攝期間手持一沓草稿紙，畫(huà)出比上圖復(fù)雜更多的計(jì)算圖，以時(shí)刻校準(zhǔn)兩臺(tái)攝像機(jī)的拍攝位置。
將2D電影轉(zhuǎn)為3D電影，由于原拍攝過(guò)程中可能存在剪輯和角度切換，所以首先需要對(duì)于每一幀的畫(huà)面都恢復(fù)原拍攝視角，繼而確定3D虛擬立體攝像機(jī)的位置，一部90分鐘左右的電影長(zhǎng)達(dá)十萬(wàn)多幀圖像，計(jì)算量和工作量都十分繁復(fù)。
圖三（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）
其次，轉(zhuǎn)換過(guò)程中，要考慮到針對(duì)于正負(fù)視差(如圖三)的不同處理技術(shù)。
正視差是指，兩眼視線相交于屏幕后方，即所形成的3D效果時(shí)是“嵌”到屏幕里的。此時(shí)可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為，兩視線基本平行，因?yàn)槿祟悆裳鄣钠骄酁?.4厘米，則在3D屏幕上，左右兩幅圖像應(yīng)該會(huì)有約為6.4厘米的位移差。不過(guò)，研究表明，多數(shù)人腦并不擅長(zhǎng)將兩幅差異超過(guò)2.5%的圖像融合為一體， 所以對(duì)于屏幕寬度小于2.5米的屏幕而言，如果不對(duì)兩幅圖像的位移差加以限制，則很可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)立體成像的效果。所以，根據(jù)屏幕寬度的不同，要對(duì)正視差的圖像進(jìn)行不同方式處理。
負(fù)視差是指，兩眼觀察時(shí)所形成的視線會(huì)在屏幕前相交。也就是，感受到的這個(gè)物體應(yīng)該是跑出屏幕靠近觀眾的。人腦對(duì)這種圖像的處理限制，要甚于正視差。如果負(fù)視差的出現(xiàn)次數(shù)過(guò)多，深度頻率切換過(guò)快，一定會(huì)引起觀影者的不適應(yīng)。同時(shí)，真正好的3D轉(zhuǎn)換效果，必定要考慮到影廳不同位置擁有相同觀影體驗(yàn)， 無(wú)論前排還是后排，都會(huì)有同樣的負(fù)視差效果。
其實(shí)，如果直接拍攝一部3D電影，場(chǎng)景可以被事先安排，拍攝角度的變化，視差的變換就不會(huì)有頻繁的切換，同一畫(huà)面中的場(chǎng)景遵守相同的深度規(guī)則，符合人眼觀察物體和人腦處理觀察所得的方式。然而，將一部電影轉(zhuǎn)換為3D就完全不一樣了，很可能在同一場(chǎng)景中為了實(shí)現(xiàn)不同物品的深度效果，會(huì)帶來(lái)沖突的信息。 如果這種沖突處理不當(dāng)，就會(huì)引起觀影者的極大不適應(yīng)，使影片效果大打折扣。
2. 為電影畫(huà)面增加深度信息
在3D電影制作之前，導(dǎo)演需要擁有一個(gè)“深度預(yù)算”，即為負(fù)視差和正視差的范圍。控制在深度視差范圍內(nèi)將確保眼疲勞控制到最低限度，這關(guān)乎在某時(shí)觀看2-3小時(shí)的電影而非幾分鐘的節(jié)目人眼的舒適度。該范圍要求日益嚴(yán)格。例如，英國(guó)天空電視臺(tái)最近對(duì)大部分素材規(guī)定了2%正視差和1%負(fù)視差(以幀寬度的百分比來(lái)計(jì)量它)的深度預(yù)算，短期沖擊效應(yīng)分別不超過(guò)4%和2.5%。
一旦導(dǎo)演確定下來(lái)理想的深度預(yù)算，就可以來(lái)設(shè)計(jì)場(chǎng)景中的深度信息了。
首先，需要將每幅圖像轉(zhuǎn)化為一個(gè)深度圖，如圖四所示，黑白色表示景深范圍，白色最近黑色最遠(yuǎn)。最本原也是最粗略的判斷方法是，明亮的更近，深色的更遠(yuǎn)。這是一些可以將2D圖片自動(dòng)轉(zhuǎn)換為假3D場(chǎng)景慣用的手段。
幸運(yùn)的是，實(shí)拍出的電影，憑借于常識(shí)，大概可以推斷出場(chǎng)景中物體之間的位置關(guān)系。所以，對(duì)整體場(chǎng)景復(fù)原建模之后，再確定每幅畫(huà)面的拍攝角度，就可以對(duì)深度信息了然于胸了。然而，一幅一幅手工增加深度信息，仍是一個(gè)很大的工作量。這就是為什么《泰坦尼克號(hào)》3D版本需要450個(gè)人員夜以繼日地工作才行。
其實(shí)，目前3D制作軟件都具有非常出色的目標(biāo)追蹤功能，一旦場(chǎng)景和模型確定之后，綁定攝像機(jī)視角，就基本不會(huì)出現(xiàn)物體深度信息混亂的情況。然而卡梅隆卻不愿意享受這樣的便利，他十分苛刻地要求工作人員逐幀檢查每幅圖像轉(zhuǎn)換效果，有人抱怨稱這個(gè)過(guò)程是“十分讓人心煩意亂的，就像是用指甲剪修剪草坪”。
一旦每幅圖像的深度值都被確定了，那么就可以對(duì)每幅圖像制作出立體成像。有些視頻軟件也具有簡(jiǎn)單的2D到3D轉(zhuǎn)換效果，比如說(shuō)QQ影音。然而該類軟件只是從顏色上加以處理，然后對(duì)每幅畫(huà)面做一個(gè)位移差，完全是忽視了場(chǎng)景中物體的立體結(jié)構(gòu)，無(wú)法考慮不同視角帶來(lái)的角度變化。
復(fù)雜的轉(zhuǎn)換需要重建物體的網(wǎng)格模型，增加立體信息，包括曲面的曲率信息和深度信息等等。由此得到畫(huà)面上的復(fù)合深度映射，也就是說(shuō)每個(gè)像素點(diǎn)上代表的都是不同物體的深度值的疊加。以確保物體進(jìn)出視線時(shí)，是循序漸進(jìn)的。確保物體旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，具有平滑的過(guò)度。這些，都需要符合人類的日常視覺(jué)體驗(yàn)。所以，卡梅隆導(dǎo)演要求工作人員在完成雙視圖之后，必須反復(fù)檢查每一幀的立體成像效果，精益求精。
3. 3D的真實(shí)效果
在正常的視覺(jué)過(guò)程中，我們主觀判斷一個(gè)物體的特征時(shí)所搜索到深度信息的方式，將加劇2D轉(zhuǎn)3D的難度。比如說(shuō)，我們?cè)诳?D電影的時(shí)候，所感知的并不一定是導(dǎo)演所營(yíng)造的3D效果，人腦具有玄妙復(fù)雜的信息處理能力。
在高質(zhì)量的3D電影轉(zhuǎn)換過(guò)程中，必定會(huì)考慮大腦的處理信息方式，作為輔助技巧增強(qiáng)影片質(zhì)量。然而難度在于，人腦對(duì)于深度細(xì)節(jié)的處理又有著非常微妙的變化方式。比如說(shuō)，如果兩個(gè)物體僅僅是遮擋關(guān)系，那么立刻就可以判斷出，被遮擋的物體應(yīng)該是遠(yuǎn)離觀察者的。
《泰坦尼克號(hào)》3D版的轉(zhuǎn)換經(jīng)驗(yàn)
關(guān)于2D轉(zhuǎn)3D，卡梅隆絕對(duì)稱得上專業(yè)人士。“制作團(tuán)隊(duì)的水平至關(guān)重要。”卡梅隆認(rèn)為，早先的3D轉(zhuǎn)制制片商技術(shù)有限，而且他們收了錢(qián)以后并未全心全意工作。現(xiàn)在，卡梅隆自家麾下有一支富有經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)——《阿凡達(dá)》原班人馬，這支團(tuán)隊(duì)不但掌握了當(dāng)中的訣竅，而且工作極為認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，他們甚至為每個(gè)場(chǎng)景建造了3D模型，增加運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)，前前后后為大約30萬(wàn)幀圖像創(chuàng)造深度圖。
卡梅隆稱，之前諸多3D轉(zhuǎn)換電影的效果不盡如人意，主要原因還是因?yàn)槠渫度氲臅r(shí)間和精力不足，太過(guò)于追求搶占市場(chǎng)先機(jī)，無(wú)法全身心投入，確保影片轉(zhuǎn)換質(zhì)量。同時(shí)，他也強(qiáng)調(diào)說(shuō)，在此之前拍攝《阿凡達(dá)》的經(jīng)驗(yàn)將有助于《泰坦尼克號(hào)》3D版本的轉(zhuǎn)換，這是其他的電影人所沒(méi)有的切身體會(huì)。
不過(guò)，《阿凡達(dá)》中使用的2D-3D轉(zhuǎn)換技術(shù)又與真人電影有所不同，因?yàn)樵揪痛鎯?chǔ)了物體的三維模型，所以其轉(zhuǎn)換過(guò)程只需要在計(jì)算機(jī)渲染的時(shí)候，多增加一個(gè)視點(diǎn)信息就足夠了。
在《泰坦尼克號(hào)》3D版本的轉(zhuǎn)換中，卡梅隆與著名制片人威廉·謝拉克(William Sherak)的團(tuán)隊(duì)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手。帶領(lǐng)著300名藝術(shù)家的團(tuán)隊(duì)逐幀去繪制出每幅畫(huà)面的輪廓線，建立起每個(gè)物體的三維網(wǎng)格模型，繼而增加視點(diǎn)信息，得到其深度映射圖。這項(xiàng)工作不但需要很充分的經(jīng)驗(yàn)，還需要特別設(shè)計(jì)的軟件來(lái)完成，為了《泰坦尼克號(hào)》，全球3D影像巨頭In-Three公司專門(mén)制作出了輔助該步驟完成的軟件。
卡梅隆導(dǎo)演在之前接受IBC采訪時(shí)稱：“至少目前，不要妄想3D轉(zhuǎn)換有什么自動(dòng)的過(guò)程。這純粹是一個(gè)高度主觀并且重復(fù)性、機(jī)械性的人工勞動(dòng)。必須這么一幀一幀地抓住各幅畫(huà)面中的深度信息。”
所以，這部電影的轉(zhuǎn)換用了超過(guò)兩年的時(shí)間，一年用來(lái)做前期的準(zhǔn)備工作，一年用來(lái)轉(zhuǎn)換。卡梅隆稱，他心甘情愿花費(fèi)這樣的人力物力財(cái)力來(lái)轉(zhuǎn)變這個(gè)電影，并不僅僅是希望搭乘3D電影的風(fēng)潮，更重要的是希望能夠?qū)ⅰ短┨鼓峥颂?hào)》帶回到更大的屏幕上去，為觀眾們帶來(lái)更加震撼的視覺(jué)體驗(yàn)。
