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阿凡達的3D解碼
陳漢平 網站 Dr. Dan H Chen
     
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陳漢平 
阿凡達的3D解碼   
電影裡,將地球人智慧知覺,轉移到他的阿凡達化身上。當他的阿凡達睡眠或失去知覺,地球人就會醒來,如同莊周夢為蝴蝶,蝴蝶又夢為莊周。這項技術,超越了生物科技和物理原理……【世界日報╱陳漢平】
自從愛迪生發明了電影,全球觀眾一直等待著下一個重大突破和里程碑,無聲變有聲,黑白變彩色,其後雖然出現了電視和錄影,但觀眾們最期望看到的,其實是使人身歷其境的三度空間立體電影。這個夢想,到今天才可以說終於真正實現。

巧奪天工的3D立體電影,早已遠超越了五○年代的紅藍兩色濾光技術。它在電腦製圖、影像處理、感測控制各種技術的強力簇擁之下,將連綿的群山、花海、外太空異象,完整展現在觀眾眼前。這項重大突破,開啟了電影的新紀元,改變了全球觀眾的觀賞習慣,更將電影市場和票房紀錄,帶向新的高峰。

電影《阿凡達》(Avatar),正好擔任這場「視覺革命」的開路先鋒。全球票房預計將超過十億美元,聲勢凌駕於「吸血鬼」之上。並且已獲「金球獎」的最佳影片、最佳導演、最佳音樂、最佳歌曲等四項大獎提名。據說,這部電影的票房成功,使各大電影公司,迅速投入鉅資,將幾部已開拍的影片,提昇為3D技術,包括歷年來的賣座名片:《星際大戰》《侏儸紀公園》、《鐵達尼號》及《魔鬼終結者》等,可能都將以3D技術,重新拍攝上映。



我做為電腦影像技術專家,從「星戰計畫」高速電腦影像辨識,到3D電腦繪圖晶片製作,都在技術上深切了解其中奧祕。然而,每次在大型劇場中,從觀賞者角度,觀看3D立體影片,心中仍感到驚豔萬分,如一場選美大會的評審者,欣賞著群芳競豔,一面為人類文明水準的精緻美妙,而暗自讚嘆喜悅。

電影《阿凡達》是《鐵達尼號》金像獎導演──詹姆士柯麥隆,再創電影奇效的新作。故事時間是2154年,在距離地球四光年的「人馬星系」裡,有一個美麗神祕的「潘朵拉」星球。星球上蘊藏著奇異礦產,可以解決人類能源危機。因此地球上一個商業集團,派遣特種部隊,前往爭奪。星球表面,景觀如天堂樂園,但缺乏氧氣,不適合生存。派駐在星球附近的醫學研究中心,研發出「阿凡達」化身技術,能將人類智慧知覺,轉移到另一個化身,那是用當地人種「納美人」的DNA培育而成。男主角傑克,就是用阿凡達技術,化身成為一個藍皮膚、尖耳朵、長尾巴、三米高的外星人帥哥。他的任務是潛入「納美族」中,學習技能,搜集情報,進行策反。當他融入納美族生活後,卻幡然悔悟,認知到自己的錯誤,轉而協助納美族人,抵抗地球人的侵略。

《阿凡達》裡的潘朵拉星球,是個3D立體樂園,比狄士尼樂園更為有趣,比侏儸紀公園更為驚險,比星際大戰更為奇幻。星球上,如世外桃源,布滿濃密原始森林、奇花異卉、柳暗花明,酷似南美洲的亞馬遜河流域。更有一株巨大參天的萬年古樹,聳立如高峰,直入雲霄。長滿青苔的樹枝上,可以行人走馬。周遭垂著無數蔓藤。到了夜晚,奇花異卉會發出螢光,形成一個霓虹世界,古樹的蔓藤,閃亮如流動著信息的光纖,恍如一株智慧通靈的神木。當地土著「納美人」,造型酷似美洲印第安人,只是藍皮膚、尖耳朵,身高三米。每人有一條長尾巴,尾巴如電纜,裡面隱藏著一束神經光纖。他們的光纖尾巴,另有妙用,可以和一種「鳳凰翼手龍」身上的天然內建韁繩,進行連線,從而駕馭鳳龍,凌虛御風,在風中衝浪。

我們的男主角傑克,化身為外星「阿凡達」之後,就在黑夜森林中的神木附近,邂逅一位身手敏捷、身材婀娜、儀態萬千、貌似藍貓的外星長腿辣妹,她正巧是納美族的公主。由此發展出一連串曲折的劇情。



人類能否旅行到外星?或外星人能否來地球?在科幻作品中,當然不是問題。而在現實生活中,仍有許多人心中存疑。有人認為:以目前最快的火箭發射到最近的星系,都需要幾萬年,因此只有機器人才能跑那麼遠。而從科幻角度來看,火箭速度,仍有很大改進空間。目前所知的速度極限,是光速。將來有一天,人類可能以接近光速飛行。那麼飛到「人馬星系」,就只要四年。《阿凡達》裡,主角傑克在「冷凍櫃」中,五年後醒來,就到達潘朵拉星球。他的飛行速度,可能略低於光速。

另外,根據愛因斯坦的《相對論》,一旦速度接近光速,牛頓力學公式,就不再適用。這時,連時間的長短,都不相同,需要用「洛倫茲變換」,重新計算。因此,在別人座標系統上,雖然已過了五年。在傑克的座標系統上,他可能只過了幾天。

看來到外星旅行,並不算太難,只是在今天,一般人對愛因斯坦的《相對論》,可能還缺乏普遍了解。

更進一步看,將來在「非線性物理」上,還可能有新發現,太空中也可能存在著「奇異點」或「蟲洞」,是快速到達遙遠外星的捷徑。



一部成功電影,其影響力不下於一個成功上市公司。它所需要的創意、技術、資源、人力和行銷網路,也同樣規模龐大,形成一場全球創意大戰。

《阿凡達》所運用的3D技術,包涵了多項領域:3D立體顯像技術、3D電腦繪圖技術、3D動作捕捉技術、3D機械控制技術。

體視覺效果,主要出於3D立體顯像技術。《阿凡達》片中採用的,仍是相似於五○年代的雙色濾光技術,觀眾仍需要配戴濾光眼鏡,然而色彩效果,卻已截然不同。它並未使用另一種造價較昂貴的LCD技術,而色彩效果,已經相當接近。這也替未來的3D推廣,指點出一條低價路線。

創造3D奇景的另一要素,是3D電腦繪圖技術。藉此製造出優美的3D動畫效果,電腦造景,巧奪天工,比拍攝實景,更為動人心弦。電影中又運用3D動作捕捉技術,在演員臉上身上,貼滿了微小感應器,藉此控制長相酷似演員的3D卡通人物。這使動畫人物的表情動作,十分自然。

3D機械控制技術,控制攝影鏡頭的滑動、飛動,並能塑造出奇妙的武器、機器人、飛行工具。

以上的各種3D效果,配合著IMAX劇院放映,會令人感覺如同獨自一個人,置身於奇幻3D世界,劇院裡其他人都已消失無蹤。幾乎想伸手到森林裡,去捕捉一隻飄浮在空中的螢光水母。



「阿凡達」名詞的原始涵義,本是印度神明的轉世化身。在網際網路上,「阿凡達」也是個常用名詞,指的是部落格或留言版上的個人圖像,可以是本人照片、卡通人物、明星劇照、風景花卉,或只是一個黑色人影。留言者本人和他的「阿凡達」圖像,就身分、特徵、性格而言,可能相差十萬八千里。

電影裡,將地球人智慧知覺,轉移到他的阿凡達化身上。當他的阿凡達睡眠或失去知覺,地球人就會醒來,如同莊周夢為蝴蝶,蝴蝶又夢為莊周。這項技術,超越了生物科技和物理原理。在電影《駭客任務》(The Matrix)中也有相似的描述,角色在夢醒之間可以進出真實與虛擬世界。

《阿凡達》中另一挑戰物理原理的,是像氣球一樣飄浮在空中的一群山丘,山上樹林茂盛,水流瀑布,如入仙境,蔚為奇觀。傳奇小說《大小人國遊記》主角格列佛,也曾到訪過一個飄浮在空中的「飛島」。

飄浮的山丘,物理上並不算太離譜,它可能內含低密度氣體,如同氣球。也可能含有大量磁鐵,正負極向與地面相反,推斥磁力與地心引力達到平衡點,因此飄浮在空中。



主角傑克最後的幡然悔悟,陣前起義,是最高潮的劇情轉折。因此,有人認為電影《阿凡達》,含有「保護生態」和「反戰」的義涵。與其說是「反戰」,不如說在維護一個和平、自由、民主的普世價值。如此才能與人群和諧相處,與自然和諧相處。《阿凡達》裡的普世價值,非但超越了族群,超越了國家和意識形態,並且超越了星球和人類物種。

電影《阿凡達》的場景,挑戰「物理」極限。它的化身技術,挑戰「生理」和「心理」極限。它的普世價值,則挑戰當前的「倫理」極限。從一個宏觀角度看,這些物理、生理、心理、倫理的議題,彷彿超越了三度空間,甚至四度空間的範圍,似乎進入另一種「第五度空間」。

第四度空間是「時間」。那麼,第五度空間是什麼呢?

經過第五度空間,能很快到達外太空星球嗎?能穿越時光隧道嗎?能將智慧知覺,轉移到另一個化身嗎?能夠控制人類情緒思維,明辨是非、功過、得失嗎?

西方近代文學,經常反映出時代環境,並且和當時的科學發展,有其互動。從浪漫主義、寫實主義,到現代主義、後現代主義,勾繪出二百年來人類文明生活的演進軌跡。

在文藝、影視範圍中,或許將來會出現一個真正的「新未來主義」學派,有別於過去曾出現過的「未來主義」,目標並不在於除舊布新,它需要以宏觀角度,和平理性方式,描繪展現,深思探討,為即將來臨的未來世界,指點出一個光明道路。

今日觀眾,感受、沉醉在3D視覺革命之時,似乎應該開始著手,思考規畫,為文藝和生活的前景,許一個4D、或5D的未來。

【2010-01-16 世界日報 副刊】

簡介

 陳漢平,畢業於交通大學電子工程學系,並獲美國加州大學洛杉磯校區 UCLA 電腦博士學位,為傑出電腦科學家,及矽谷成功創業者。
 閒暇之餘愛好寫作,科學是他的專業,文學是他的嗜好。

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