前数字化时代，蓝幕合成是怎么在电影中实现的？

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资料来源：CINEFEX、戈永良《影视特技》
有人说：数字化时代之前的电影没有特效，XX片子拍成这样已经不错了。其实这是对影史无知的表现。电影特效从梅里爱时代诞生，到上世纪二三十年代，美国、西欧、苏联各大电影厂纷纷成立独立特效团队（中国大陆则是在新中国成立后，在重点电影厂设立特技车间），再到1960年代末期独立特效公司在欧美逐渐兴起（《星球大战》标志着专业特效公司站稳脚跟）。一系列理念，技法都是逐渐成熟的。今天笔者就来讲讲前数字时代的蓝幕技术。
在讲到蓝幕之前，我们先介绍一下前数字时代电影合成环节的核心设备——光学印片机。在前数字化时代，由放映端、控制系统和摄影端组成的光学印片机是电影后期制作的灵魂所在。抠像合成、转场、叠化、淡出淡入、加字幕、抹去多余物体、清除画面抖动、转换画面比例，都可以在光学印片机上完成。工业光魔在1970年代末期到1993年，拥有全世界最先进的光学印片机之一，该印片机拥有四个放映端，并使用计算机控制驱动，这台光学印片机曾于1980年获得奥斯卡科学技术奖。
光学印片机与蓝幕、手工转描技术相结合，可以做出变幻无穷的各种效果。当年美国电影界流传一句话：光学印片机能做出何种效果，只看使用人员的熟练程度和想象力。

1959年之前，彩色电影中的蓝幕合成技法：
在蓝幕前面拍摄预定的画面主体。
把拍下来的彩色正片，使用蓝色的互补色黄色滤镜，在光学印片机上翻拍到正色性高对比度黑白胶片上，冲印出来的胶片是“透明背景+画面主体的负像”。
然后把彩色负片放到光学印片机上，用蓝色滤镜翻拍到高对比度黑白胶片上，冲印出来的胶片是“透明背景+画面主体的正像”。
把2、3两步拍出来的胶片叠在一起拍摄一遍，得到的胶片是“画面主体内为黑色，背景透明”的图像，也就是覆盖主体部分的遮罩，为了方便，称为遮罩A，这个遮罩还有些透光的地方，不能直接用。把这个胶片翻拍一次，得到的就是覆盖背景、主体部分透明的遮罩，我们称为遮罩B。把“覆盖背景、主体透明的遮罩”进行正负翻转，就得到了把主体部分完全挡住的遮罩，暂时称为遮罩C。
在光学印片机上，在离摄影机部分近的投影器上装上遮罩C，在离摄影部分远的投影器上装上拍有背景素材的翻正片，把“主体位置完全被遮罩C挡住的背景”拍下来，如果把这段胶片强行冲印出来，会发现预定的主体部分是黑色的，完全没有曝光。
在光学印片机上，把摄影机上的胶片倒回去。
在光学印片机上，把背景素材的翻正片卸掉，在同一个投影器上装上遮罩B， 如果遮罩的垂直、水平和大小没有对好，遮罩就会出现错位，画面就出问题啦，这也是最难操作的环节。
在光学印片机上，卸掉遮罩C，装上拍有拍摄主体的翻正片。
不去触动遮罩B，用手工对拍摄主体的翻正片进行微调，确保匹配正常之后，开动印片机，由光学印片机上的摄影机把拍摄主体“印”到刚才主体部分没有曝光的胶片上，从而完成最终合成。 
这种蓝幕在1959年之前几乎是彩色电影中蓝幕技术的唯一方案，它的优点是使得多层图层可以在后期进行组合，缺点是前景和后景物体边缘常常出现蓝色耀斑，而且难以复制头发丝、玻璃反光等前景细节——正如1956年美国史诗片《十戒》里摩西分红海一幕的海水，又如日本东宝和邵氏影业合拍的1950年代李香兰主演版《白蛇传》。
1959年——数字化时代初期的蓝幕工艺:
在透射型蓝幕（透过特性相当于柯达雷登47B蓝滤色镜）前面拍摄前景内容。选用透射型蓝幕是因为蓝色够纯。
把前景内容的彩色负片冲出来，在可以精确定位的光学印片机上，分别通过红光、绿光、蓝光，在黑白全色翻正片或黑白全色分离胶片上，印出三条分别记录了前景内容的红绿蓝三色信息的分离正片。这时的蓝分离正片在蓝幕区域的密度不够高，不能直接用，暂时称为蓝分离正片A。
把经冲洗的绿分离正片和前景彩色负片叠合在一起，通过蓝光在黑白全色胶片上印出反映蓝绿之间差异的色差遮罩。绿分离正片与色差遮罩再叠合在一起印片，就得到蓝幕区域密度够高的蓝分离正片,即蓝分离正片B。
由于绿分离正片、红分离正片和蓝分离正片B在蓝幕区域都颇有密度，因此在把前景场景印到翻底片时，已不需要通常的高密度遮罩胶片来挡住背景，只需要一条密度较低的遮罩胶片就行了。
背景遮罩胶片是用前景底片与蓝分离正片A通过红光在黑白全色底片上印出来的，一式两份，用不同的显影液冲洗，一份密度较低的，一份密度稍高的。密度较低的那份用于在印制前景时挡掉蓝幕部分。密度稍高的那份，用黑白高反差正片翻印出一条遮挡前景的遮罩胶片，用于在印制背景时挡掉前景部分。
这一切素材准备好后——红、绿分离正片和蓝分离正片B、色差遮罩、密度较低的背景遮罩胶片、前景遮罩胶片、背景翻正片，就可以在能够精确重合定位的光学印片机上做合成印片。
前面所述的三条分离正片依次与密度较低的背景遮罩胶片叠合，通过相对应的红、绿、蓝照明，逐格把前景印在彩色翻底片上；然后用前景遮罩挡住相当于前景的位置，把背景用白光印到彩色翻底片上。
如果希望背景有与前景同等的画质，也要制作出背景画面的红绿蓝三条黑白分离正片，然后用红绿蓝光来印制背景。
这种合成技法是美籍希腊裔电影技师彼得罗维拉赫斯搞出来的。可以有效克服老工艺带来的蓝色耀斑，并保留玻璃反光、汗毛、头发等前景细节。1959年公映的古装片《宾虚》率先采用这种技法，《星球大战：帝国反击战》、《捉鬼敢死队》、《印第安纳琼斯》、《终结者2》、《全面回忆》都曾受益于这种技法。  在1980年代-1990年代，ILM、EEG、APOGEE通过开发最先进的光学印片机，用计算机控制的驱动电路取代传统的机电结构，最大限度地降低了胶片叠合的误差，把色差式蓝幕合成技法的精度榨到了最高。《捉鬼敢死队》结尾的大场面、《深渊》的所有特效镜头，《回到未来》的汽车穿越、《全面回忆》的部分镜头、《终结者2》开篇的大场景，展现了光学合成技术的巅峰水平。由于计算机抠像技术的不成熟，直到1992年，色差光学合成技法一直是好莱坞处理蓝幕合成的主要手段。 

1970年代，彼得罗维拉赫斯在儿子引领下开始从事数字抠像合成方面的研究，维拉赫斯父子搞出来的蓝幕抠像软件Ultimate曾在电影数字化初期显赫一时。 
番外：1984版《沙丘》剧组的神奇操作
1984版《沙丘》最初启用了《星球大战》的核心技术人员John Dykstra（APOGEE特效公司）担任特效主管。John Dykstra在工业光魔公司任职期间，开发出影视界第一套摄影机运动控制机械臂，利用计算机控制驱动马达，带动摄影机做六个轴向的精密可重复运动，不仅解决了过去合成特效镜头机位难以运动的问题，还有助于提升合成精度。
但是制片人迪诺劳伦蒂斯父女强行要求John Dykstra留在墨西哥制片厂完成所有特效工作。John Dykstra查看了墨西哥制片厂的条件，认定如果强行在此开工，最后做出的特效镜头必然质量欠佳，便从剧组辞职。
当年的几大顶级特效公司ILM、APOGEE、EEG都有心参与本片特效制作，但他们的前提条件是，把特效镜头留在美国本土的工作室，利用工作室内的各种精密设备进行制作。1980年，美国顶级特效公司的光学印片机已经可以做到一次曝光合成四层素材，减少多次曝光造成的胶片画质劣化，同时合成误差可以控制得极低，合成镜头中的前后景可以完全融合。
迪诺劳伦蒂斯父女回绝了这些特效公司，在一家二线特效公司“Van Der Veer Photography Effects”和一群1960、1970年代片场特摄老将的帮助下，在墨西哥完成了大部分特效镜头。
该片特效流程土法上马到了什么程度？举个例子，蓝幕技术。看过上文的人都会意识到，前数字时代的蓝幕技术，要求蓝幕部分不能有太多的散射和衍射光，蓝色本身也要纯正，因此最好是在摄影棚内拍摄蓝幕前的主体部分。而迪诺父女却决定在室外露天环境下进行部分蓝幕段落的拍摄。从而部分蓝幕前景拍摄环节倒退到了蓝幕技术诞生初期（1940年代）。
当他们想到精密技术手段制作特效时，却又弄错了方向，动画制作组和光学印片人员齐心协力做出了一个“古早版《Minecraft》”……

最终的光学合成也没有交给专业特效公司，而是直接甩给环球影业的印片部门制作。最后的结果就是：最终印制的胶片上，凡是涉及到露天蓝幕的段落，前景主体部分画质大量损失，出现大量噪点，人物边缘出现生硬的边线。美国影评家罗杰艾伯特讽刺该片特效水准为“仿佛从一毛商店淘来的特效。”