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大脑欺骗之旅——从西洋镜到阿凡达
添加时间:2010/2/2  作者:打破的管道  来源:科学松鼠会  点击:2698  
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    一切还要从混沌初开、任嘛没有的创世纪说起…… 上帝说“要有光!”,于是就有了光。

  上帝说“晚上也要有!”,于是有了爱迪生,很快爱迪生就奉旨发明出了晚上的光。

  上帝说“要让人们看到我!”,于是便有了画家和雕刻家。   

  上帝说“要能动的,笨蛋!”,于是有了电影。

  我记忆中看的第一部电影就是讲的耶稣受难,是外婆带着我去的天主教堂。在当时,教堂是为数不多的能自主放映影片的场所。因为年龄太小的缘故,已经记不起太多影片细节了,只觉得色调昏暗,故事沉闷,片中人物个个衣衫褴褛。但有一处印象深刻,我当时真就以为那是耶稣本人!而这电影嘛,一定是耶稣受难时现场拍摄下来的。(后来我才知道原来还有演员这种职业-_-|)

  西洋镜与左轮枪

  1999年,胡安导演的一部《西洋镜》把观众带回到慈禧太后时期的中国,回顾了电影在当时的中国如何艰难起步。一时间,西洋镜这个旧时候的物件又重新走进了中国百姓的视野。

  西洋镜是上海人的叫法,北方叫拉洋片,说的都是一回事。就是一个可以旋转的鼓,内壁上贴着一圈“连环画”(这才是名副其实的连环画,因为真的连成了一个环)。通过一道狭长的切口,可看到鼓内侧的图片一张张地闪过,就像动起来一样。

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西洋镜

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西洋镜里的图画

  为了表现出连续的动作,要求连环画中每相邻的两格相差不能过大,这样重复度就很高,一转圈下来也表现不了多少内容。因此一般都把影片设计成可循环的,即让最后一张与第一张的动作衔接起来。西洋镜虽然简陋,但它所使的“骗术”和现代电影是一样的,都是利用了人眼的视觉暂留特性。

  先看一下什么是视觉暂留。光一旦在视网膜上成像,大脑视觉系统就会把这一瞬的视觉维持一段时间。根据光的强度不同,维持的时间也不一样,对于中等亮度的光刺激,大约为0.05秒到0.2秒。我们把一幅静态的图像叫做一帧,电影通常的播放速度是每秒24帧。也就是说,你所看到的影像不是绝对的连贯,而是间断的24张照片在一秒钟之内轮番闪过。

  也许你已经明白了,摄影机无非就是一台高速连续拍照的相机。其工作原理也没什么神秘,胶片感光、换下一格胶片、再进行感光,如此循环往复。可即使原理如此简单,在电影诞生之初,实现起来也相当的麻烦。看看在1878年,人们是怎么笨手笨脚地把一匹奔跑的马拍进电影的吧。首先,在马的跑道两侧密集地架设起多台相机,每隔21英寸就有一台。当马从相机前经过时,马腿会扫到一根绊线,由这绊根线来触发相机快门完成拍摄。最后再把胶片从多台相机里依次取出,按顺序拼接成电影胶卷。

  这样的拍摄代价显然太大,不仅需要的相机数量过多,还要设计好如何在恰当的时间触发相机快门,另外收集和拼接胶片也是个麻烦事。于是后来就有人用轮子进行了改进。赞美轮子吧!自轮子之后,人类就再没有过真正像样的发明了。

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造物主啊!太像了简直!这一个盘子六个眼儿的神圣徽记!也只有蜂窝煤能与之媲美!

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像吧?

  不要受上图误导,其实放映机轮子上的窟窿眼并没有什么实际用途,是我忍不住才将它俩放在一起。不过放映机的原理与左轮枪的确有着异曲同工之妙——感光、下一格胶片、再感光、再下一格,这是放映机;嘭!下一发子弹!嘭!再下一发!这是左轮枪。它们都借助了转轮,使得某个重复的步骤自动化,从而大大加快了速度。

  速度!还是速度!有道是“天下武功,唯快不破”。很多事物本身并不神奇,可一旦速度快到一定程度,便能像电影那样,骗得我们一愣一愣的。很多魔术戏法也是靠速度取胜,快到使人看不清看不见。当然了,练就一双魔术师的快手需要下很大功夫,而一秒钟拍24张照片也是要付出代价的。我们不妨来算一下,按照这个速度拍摄,胶片的消耗量有多大。

  普通的摄影机每拍摄一秒钟,也就是24张画面,需要消耗45.75厘米长的胶卷,那么拍一部两小时的电影,就是45.75厘米每秒×7200秒=329400厘米,大约是3.3公里。摄影机如此大的弹药消耗量,再拿左轮枪来和它比较,显然有点儿跟不上了。要说门当户对的,还得是美国陆军M134型机枪,每分钟6000发子弹的射速可不是盖的。

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M134机枪的外形和摄影机十分相像难怪在英语中摄影和射击是同一个词(shoot)

  M134虽然威武,但越往高速领域,机械运动的先天劣势就越发明显。白展堂的葵花点穴手“指如疾风、势如闪电”,可就算风再快,也终究快不过电。这时候,电子器件的优势就显现出来了。高速摄影机就好比摄影器材中的高射速机枪。目前主流的高速摄影机,每秒1000帧已经不在话下。然而它的快,恰恰是为了拍摄慢镜头。若以1000帧每秒的速度拍摄,然后以25帧每秒的正常速度播放,那么从观看者的角度,影片中的时间流逝速度只有现实中的1/40。

  当时间慢下来,我们会发现一些平时根本无法察觉的现象。尽管这些现象其实天天在我们眼前发生,可看起来仍像是奇迹一般。你可以看清子弹穿过苹果的瞬间,气球爆开时的形状,以及火花是如何慢慢变成一团火焰的。探索频道还专门为此制作了一个系列节目《暂留时空》,目前已经播到第三季。

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高速摄影机拍摄的肥皂泡破开的瞬间

  终于,摄影机为自己正了名。它除了会蒙骗我们的大脑,有时候也能揭开一些真相。但并不是所有人都对高速摄影表示欢迎,其中最有怨言的,恐怕就是被拆穿了西洋镜的魔术师们。

  Cameron的Camera

  卡梅隆(Cameron)!注意不是卡梅隆·迪亚兹,而是詹姆斯·卡梅隆(James Cameron)!这电影圈里总算轮到技术派露一回脸了!如果世界不像现实中这么浮躁,哪怕只一点点,那么詹姆斯·卡梅隆,这位拍摄了《终结者》、《泰坦尼克号》和《阿凡达》的导演大师,名气上也绝不该输给一个靠身材和脸蛋吃饭的女明星。要问导演们的最钟爱之物是什么,排在最前的答案一定是摄影机(Camera)。另一位大导演斯蒂芬·斯皮尔伯格这样给人讲起他的导演生涯“我的第一部影片,我永远记得,是16岁那年,我用那架8毫米摄影机……”可见导演对摄影机的情愫,就好比战士对待枪一样。

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都是爱“枪”人 詹姆斯·卡梅隆(中)长期占据着电影技术的制高点

  自《泰坦尼克号》以来,卡梅隆足足有12年没什么大的动作。不过这位加州大学物理系毕业的技术狂人一刻也未曾停下脚步。他在探寻,在等待,探寻更好的电影特效技术,等待更多的影院安装上3D银幕。

  有人说,神作《阿凡达》的问世,可将电影史从此划分为“阿凡达前”和“阿凡达后”。从电影制作技术的角度讲,这种说法并不夸张。卡梅隆十年磨一剑的坚持,给3D电影制作工艺带来了无数改进。弱水三千,只取一瓢,来看一下电影是如何拍成3D的。

  3D的D是维度(Dimension)的开头字母,3D就是三维立体的意思。我们平日看的电影是二维的,多出来的第三维是干嘛用的呢?二维与三维的关系其实就像平面几何与立体几何的关系(有同学说,两者的关系就是立体几何比平面几何更难考及格-_-||)因此不难理解,多出来的那一维,就是三维坐标系里冲你指过来的Z轴。

  只睁一只眼能精确把握前后距离吗?不妨做个小实验,把一支笔横在面前,取下笔帽装进口袋里,然后闭上一只眼,取出口袋中的笔帽,尝试套回到笔上。通常一只眼的时候很难一次成功,但两只眼都睁开就要容易得多。

  人是通过两眼所见景象的细微差别来判断前后距离的。物体离你很近时,这差别会很大,而当它逐渐远离你的时候,这差别会越来越小,直到两只眼睛所见几乎一样。观察者离得越近,对距离就越敏感。这就解释了为什么眼前站着的两个人虽然相隔很近,也能轻易判断出谁前谁后,而远处的两座高楼可能相隔很远,却拿不准哪座在前。眼睛对远距离的敏感度不如近距离细腻,俗语“望山跑死马”就蕴含了类似的道理。因此在3D电影里,近景镜头有着先天优势,难怪导演们对火车扑面而来这一类近景冲击镜头偏爱有加了。

  拍摄3D电影,需要两台摄影机分别模拟左右两眼的视线,同时拍摄下略有差别的两份影像。在放映时,将这两个影像叠加在一起投射到银幕上,观众须戴上特制的3D眼镜,令左眼只能看到左边摄影机拍下的影像,右眼只能看到右边的。这样一来,就还原出两个摄影机眼球在现场拍摄时的所见,给人以身临其境的距离感。

  欣赏3D电影时,观众仿佛置身其中,而非只作为一个旁观者。因此3D电影的早期尝试较多出现在恐怖片和情色片,毕竟对这两类片子而言,身临其境的第一人称视觉体验实在叫人难以抵挡。

  3D电影对大脑的欺骗提高了一个层次,但也带来了副作用。头晕恶心是最为常见的一种。也许你的大脑还不太习惯上这样的当——以为自己在山谷中急速翱翔,但事实上却坐在影院一动不动。这副作用尽管不是人人皆有,而且詹姆斯·卡梅隆的工作组也极力从技术上将其降到最低,但仍然没有根除。

  万灵药未出,小偏方横行。下面这个偏方就专门预防3D眩晕,不敢说药到病除,但也能减轻不少症状。本偏方在此免费奉上,请记住七字诀“老老实实跟镜头”。一般镜头焦点对准哪里,哪里的图像就最清晰,而且也一定是导演希望观众注意的地方。不要对焦点以外的事物产生好奇,紧跟导演的思路,否则难受起来我这儿可没有治后悔的偏方。

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  蒙骗大脑的技术在不断升级,也许未来的终极影院就只是摆在客厅里的一张躺椅。只要舒舒服服躺下,给脑袋接上电,各种感觉就源源不断地向你涌来。不光能听能看,还能感受到爆炸的冲击波,女主角身上的香水味,甚至可以让彩色的声音尝起来是甜的,cool!!要是高兴了,就来上一大口味道可调节的虚拟爆米花,如果你愿意分享,身旁依偎的虚拟女友也将手伸进爆米花袋,无名指上还带着你刚刚为她虚拟出来的五克拉钻戒。

  这想象中的未来影院就没有副作用吗?09年出品的科幻电影《未来战警》给出了一种回答——有!而且远不止头晕这么轻描淡写。先抛开这类科幻题材惯用的耸人听闻的阴谋论不说,光是存在这样一个虚拟天堂,就是对人性的极大挑战。当人的一切愿望都能通过电子虚拟的手段轻易满足,谁还愿意从美梦中醒来?躺在那样的椅子上沉睡,人类剩下的唯一有意义的部分,不过是一团连接着导线的脑组织。

  从西洋镜到阿凡达,一路匆匆走过,这趟大脑欺骗之旅终要告一段落了。心里还在惦记情色3D电影?忘掉它吧,看在詹姆斯·卡梅隆的份上!(巧得很,JC除了是James Cameron的缩写,还是……没错,耶稣基督Jesus Christ.)

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