La cinematografia virtual és el conjunt de tècniques cinematogràfiques aplicades a les imatges generades per ordinador (anomenades CGI, computer generated imagery), emprades per tal de generar un món virtual realista i mantenir els elements característics del llenguatge cinematogràfic en dites imatges. Les tècniques reproduïdes són les relacionades amb el moviment de la càmera, la il·luminació, i el realisme d'un efecte. Els directors de fotografia acostumen a treballar amb els encarregats dels efectes visuals per tal d'aconseguir un ús òptim del llenguatge del cinema en plans que empleen totalment o parcialment CGI.
El terme cinematografia virtual apareix per primer cop el 1999 amb la pel·lícula The Matrix, de les ara germanes, llavors germans, Wachowski. L'encarregat dels efectes visuals de la pel·lícula, John Gaeta, va proposar aquest nom per definir els nous mitjans de creació de mons virtuals i de reproducció de cares d'actors en cossos animats per ordinador, en una entrevista l'any 2000. Gaeta ja va predir que el terme s'expandiria i que comprendria una gran magnitud de tècniques cinematogràfiques emprades en el món virtual. Avui en dia la cinematografia virtual compren des dels efectes de recreació d'actors i espais, fins a la incorporació de moviments de càmera en una escena realitzada virtualment mitjançant una càmera virtual que captura el moviment d'un càmera i, de tal manera, simula el moviment continu d'un operador de càmera.
Història The Matrix i creació del terme (1999-2003) El terme cinematografia virtual es desenvolupa durant la creació de la primera entrega de la saga The Matrix, titulada amb el mateix nom. John Gaeta, el supervisor dels efectes visuals, i creador de la majoria dels efectes característics com bullet time, va proposar el terme. Ho va fer per referir-se a qualsevol ús de les tècniques cinematogràfiques, de què s'havien encarregat fins llavors els directors de fotografia, emprades en un context parcialment o completament virtual. Per a John Gaeta, la cinematografia virtual és també tot allò que permet que els efectes visuals tinguin un nivell més alt de realisme, que semblin fotografiats o filmats al món real. En el cas de la saga Matrix, els exemples més clars de l'ús de la cinematografia virtual són la reproducció fotorealista de les cares i la manipulació de la il·luminació en cossos escanejats. John Gaeta i la seva companyia ESC Entertainment van ser els encarregats de l'implementació de totes aquestes tecnologies a les pel·lícules, tractant d'aconseguir el màxim nivell de realisme.
El primer ús de la reproducció fotorealista de les cares es donà a la segona entrega de la saga, Matrix Reloaded. En una escena on l'antagonista, l'agent Smith, es multiplica fins a un centenar de vegades i lluita contra Neo, el protagonista, Gaeta i el director de cinematografia, Bill Pope, van posar a prova noves tecnologies que permetien la captura i subseqüent manipulació digital de les cares dels actors. Aquesta tecnologia rep el nom de universal capture, i consisteix d'un amalgama de diferents tècniques, com les de il·luminació patentades pel professor de computació gràfica, Paul Debevec, o pel mateix Gaeta. L'actor Hugo Weaving, que interpretava el personatge de l'agent Smith, va ser enregistrat mitjançant aquest mètode. D'ell se'n van prendre fotografies fent servir càmeres disposades en estèreo de tal manera que envolten l'actor i, en qüestió de segons es prenen desenes de fotografies des d'una gran quantitat d'angles per tal de generar un model de la cara de l'actor. A les fotografies s'hi van afegir també captures de vídeo del moviment facial d'Hugo Weaving. L'escena es va crear primer en CGI, a partir de plans enregistrats al plató, amb tots els cossos de l'agent sense rostre. Posteriorment es va realitzar un compòsit dels models CGI i les animacions extretes de l'enregistrament del rostre. El resultat final és una escena on sembla haver-hi desenes d'agents Smith, tots amb la cara de l'actor, i tots amb expressions facials completament realistes. Aquest primer ús de la tecnologia universal capture va suposar una innovació en el món dels efectes visuals, i sobretot, en els efectes de captura de moviment, o mocap. Per a altres escenes del film també es van haver de prendre referències dels actors Keanu Reeves, que interpreta el personatge de Neo, i Lawrence Fishburne, en el paper del mentor Morfeu.
L'última entrega de la saga, Matrix Revolutions, també conté un altre exemple de cinematografia virtual, també en l'apartat de la recreació d'expressions facials. Per a l'escena final on els dos personatges principals, Neo i l'agent Smith, s'enfronten, la tecnologia del universal capture es va tornar a emprar, altre cop amb l'actor Hugo Weaving. La intenció dels Wachowski era crear un cop de puny realista però amb una dimensió èpica i exagerada, similar a l'anime japonès. Com explica el supervisor dels efectes de l'escena, George Borshukov, el disseny del pla requeria una escena generada de la mateixa manera que la de Matrix Reloaded. El pla era completament CGI, calia recrear les expressions facials dels actors altre cop sobre models generats per ordinador, aquesta vegada en un pla sense cap referència, creat de zero amb computació gràfica. La complcicació que afegia aquesta escena era que el pla acabava en un primer pla de la cara de l'agent Smith rebent un cop de puny (anomenat superpunch pels membres de la producció). Recrear de forma realista un cop de puny en un personatge digital era una tasca gairebé impensable. La cinematografia virtual va haver de fer un nou pas endavant per aconseguir que fos realista la seqüència. Per fer-ho, es va enregistrar en universal capture la cara de l'actor Hugo Weaving actuant com rebria un cop de puny. La captura, realitzada amb càmeres Sony/Panavision d'alta definició que capturaven fins a un gigabyte d'informació per segon, es va fer alterant la cara de l'actor amb màquines de vent i altres mitjans per tal de deformar-la fins a poder crear reproduccions de la deformació facial en un ordinador. Un cop realitzat aquest estudi, es va aplicar l'animació a la seqüència original, amb retocs d'artistes d'animació, per tal de deformar la cara tal com era necessari. A les dificultats que presentaven l'animació i el realisme de la deformació de la carn del rostre s'hi va afegir la il·luminació de la cara, el toc final que permetria fer-la quasi idèntica a la pell humana. Gràcies al sistema de cinematografia virtual de Universal Capture i dels estudis realitzats per Paul Devebec, les captures preses presenten un model la il·luminació del qual és molt fàcil el retoc. Un cop realitzada la reil·luminació de la cara, va conlcoure la creació del pla considerat pel mateix equip d'efectes visuals com el més difícil de tota la producció.
Avenços en cinematografia virtual (2003-2011) Després de la saga Matrix, la cinematografia virtual va incloure moltes altres classes d'efectes. El concepte definit per Gaeta era subjecte a evolucionar, i així ho va fer. Tot allò que mesclés el real i el digital amb intenció cinematogràfica pot adscriure's al terme.
David Fincher Un director de cinema que, ja en l'època de la primera pel·lícula de The Matrix, incorporava els efectes visuals amb el real per tal de crear un món cinematogràfic propi és el director David Fincher. La seva pel·lícula de 1999 Fight Club incorporava la tècnica de la fotogrametria, per tal de generar una cuina digital. La recreació de la cuina i els seus utensil·lis es va fer a partir de fotografies preses dels objectes del lloc, després passats a ordinador per crear-ne models. Aquests models es van utilitzar per a crear l'escena de l'incendi a la cuina, una escena totalment muntada amb CGI a partir d'elements reals i, per tant, fent ús de la cinematografia virtual.
A partir d'aquesta pel·lícula, David Fincher va seguir apostant per la cinematografia virtual en les seves pel·lícules. David Fincher intenta aconseguir un alt nivell de realisme en les seves produccions, i el seu mitjà per aconseguir-ho són els efectes digitals. Fincher sempre ha apostat pels efectes visuals que permeten potenciar l'aparença de realitat i, sobretot, la versemblança i emoció d'una pel·lícula. Al thriller Zodiac, Fincher i l'equip de Matte World, responsable dels efectes del film, van recrear els carrers de San Francisco de finals dels anys 60. Per reproduir amb exactitud la ciutat, van prendre com a referència fotografies existents de l'època, així com noves fotografies que permetessin aplicar un altre cop el procés de fotogrametria, aquesta vegada per produir models dels edificis. Tots aquests elements reals, combinats amb un gran nombre d'efectes, des de cromes fins a la sang, tota afegida en la postproducció del film creada en CGI, creen una sensació de realisme que permet a Fincher tenir un control meticulós sobre el producte final.
Fincher també va fer servir la cinematografia digital per crear el personatge de Benjamin Button a El Curiós Cas de Benjamin Button, que sortí el 2008. Per superimposar la cara de l'actor Brad Pitt a les dels actors que havien aparegut a la gravació de les escenes, es va fer servir una variant del mètode universal capture. Primer es van crear les diferents cares del personatge de Benjamin Button, mitjançant un procés de modelatge molt avançat. Usant petites partícules en un tipus de maquillatge luminescent, es va crear un model exacte de la cara de Brad Pitt. Amb l'ajuda d'escultors hiperrealistes, es van esculpir maquetes de Brad Pitt envellit en diferents edats. Després es va capturar, en un ambient aïllat, l'actuació de Brad Pitt de forma frontal, de diferents angles, de forma similar a la universal capture. Un cop generats tots els plans on apareixia Benjamin Button, es va reil·luminar el seu rostre per tal que semblés un humà de debò. El resultat final va guanyar va ser tan espectacular, que va guanyar l'Oscar a Millors Efectes Visuals i l'Oscar al Millor Maquillatge.
Un cas d'aplicació de la cinematografia virtual molt similar al d'El Curiós Cas de Benjamin Button és el de la propera pel·lícula de Fincher, La Xarxa Social, de l'any 2011. A la pel·lícula, hi apareixen els personatges responsables de la creació de la pàgina web Facebook. Dos d'aquests personatges van ser els bessons Winklevoss, que també apareixen a la pel·lícula. Originàriament, el director David Fincher volia trobar dos bessons de la mateixa complexió física que els germans originals, que eren atletes d'alt rendiment, i futurs competidors olímpics dins la història que explica el film. Finalment, Fincher va decidir fer una adaptació del que ja havia aconseguit amb la pel·lícula sobre Benjamin Button. Fincher va contactar amb l'actor Armie Hammer i el model Josh Pence. Es va determinar que Hammer posaria la seva aparença als dos bessons. Pence i Hammer s'intercanviaven els papers al rodatge, per tal de poder fer que alguns plans es poguessin completar amb tècniques de partició de pantalla. Les escenes que no permetien aquesta tècnica, on els dos germans havien d'aparèixer alhora, es van filmar amb els dos actors, amb Pence fent d'un dels dos germans. Posteriorment, mètodes de cinematografia virtual ja emprats per Fincher a la seva anterior pel·lícula es van fer servir per crear escanejos de la cara de Hammer, i es va emprar el mètode de universal capture per tal d'adaptar la seva cara a les condicions lumíniques de cada escena. La cara d'Armie Hammer es va imposar a cada pla on Pence hi sortia. El cos, els moviments i gestos són tots de Pence.
James Cameron i Avatar