影視特效摳像技術(shù)介紹

一般來(lái)說(shuō)，影視節(jié)目利用摳像技術(shù)進(jìn)行制作的流程大致可以分為前期準(zhǔn)備、實(shí)際拍攝與素材采集和后期制作三個(gè)階段。前期準(zhǔn)備是腳本策劃和需要摳像制作的鏡頭中各種涉及的元素的準(zhǔn)備階段。實(shí)際拍攝與素材采集階段是利用攝像機(jī)記錄畫(huà)面，并將拍攝好的素材內(nèi)容上傳到后期制作用圖形工作站的階段。而后期制作就是利用實(shí)際拍攝好的素材，通過(guò)綜合運(yùn)用各種摳像軟件將需要的前景畫(huà)面從背景中分離，再借助合成、跟蹤和三維等輔助軟件對(duì)摳出的前景畫(huà)面和需要進(jìn)行拼接的背景畫(huà)面進(jìn)行合成，最后通過(guò)剪輯形成完整的影片的階段。下面將分述三個(gè)階段的具體工作流程。

前期準(zhǔn)備

涉及摳像制作的影視作品拍攝是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程。而拍攝出的素材的成功與否主要決定于拍攝前的準(zhǔn)備工作是否充分，很多情況下有效的前期準(zhǔn)備能為后期制作提供極大的便利。需要進(jìn)行的準(zhǔn)備工作有：

（1）鏡頭腳本和演員表演的準(zhǔn)備

摳像是將真實(shí)拍攝的前景畫(huà)面和虛擬制作的背景畫(huà)面合成的技術(shù)，所以實(shí)際拍攝時(shí)往往只能看到藍(lán)色遮幕上對(duì)著“空氣”表演的演員而并無(wú)法實(shí)時(shí)了解到最終的合成效果。這就要求導(dǎo)演和后期指導(dǎo)人員良好協(xié)調(diào)，分析研究鏡頭腳本的畫(huà)面構(gòu)成、攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡等各方面因素，同時(shí)也需要考慮清楚后期制作的技術(shù)實(shí)力是否能夠完美實(shí)現(xiàn)想要的效果。

（2）遮幕和道具的準(zhǔn)備

從原理上講，只要背景所用的顏色在前景畫(huà)面中不存在，用任何顏色做背景遮幕都可以。但實(shí)際上，最常用的是藍(lán)背景和綠背景兩種，其原因在于人身體的自然顏色中不包含這兩種色彩，用它們做背景不會(huì)和人物混在一起；同時(shí)這兩種顏色是RGB系統(tǒng)中的原色，也比較方便處理。我國(guó)摳像拍攝時(shí)一般采用藍(lán)背景，在歐美國(guó)家綠屏幕和藍(lán)屏幕都經(jīng)常使用，但在拍攝人物時(shí)常用綠屏幕，一個(gè)理由是很多歐美人的眼睛是藍(lán)色的。而在架設(shè)遮幕前導(dǎo)演需要明確哪些內(nèi)容是可以通過(guò)實(shí)際拍攝完成的，哪些內(nèi)容必須借助后期合成，甚至哪些內(nèi)容要由演員和虛擬畫(huà)面互動(dòng)完成。之后在鏡頭腳本的指導(dǎo)下確定真實(shí)拍攝和背景的分界位置，在該位置之后架設(shè)遮幕，保證攝像機(jī)安全框中只有需要拍攝的前景畫(huà)面和藍(lán)色遮幕存在；同時(shí)也需要確保前景中的演員和道具和背景遮幕的顏色差異，不然在后期處理時(shí)就會(huì)遇到前景人物和背景一同被“摳掉”的情況。但在某些特殊情況下也會(huì)引入一些和背景遮幕顏色一樣的道具作為前景摳像對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)一些特殊的效果。

（3）跟蹤點(diǎn)的準(zhǔn)備

一般運(yùn)動(dòng)鏡頭的合成制作需要在拍攝場(chǎng)景中安放一定數(shù)量的有效跟蹤點(diǎn)以方便后期處理時(shí)進(jìn)行攝像機(jī)軌跡反向求解，從而在三維軟件中正確模擬出攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)。只有這樣才能在場(chǎng)景摳去背景后遵照正確的透視關(guān)系進(jìn)行三維虛擬物體的添加。故如果要使用運(yùn)動(dòng)鏡頭，需在遮幕上放置一定數(shù)量的跟蹤點(diǎn)標(biāo)記，具體數(shù)量和位置要參考運(yùn)動(dòng)鏡頭的運(yùn)動(dòng)幅度和演員在場(chǎng)景中移動(dòng)的范圍而定?；驹瓌t是要求放置的跟蹤點(diǎn)不被前景物體遮擋，而且顏色相對(duì)遮幕要有所區(qū)分。當(dāng)然如果條件允許，引入多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)讓運(yùn)動(dòng)鏡頭的合成變得更加簡(jiǎn)單和準(zhǔn)確。

拍攝及素材采集

拍攝及素材采集過(guò)程就是完成對(duì)前期準(zhǔn)備中的腳本的拍攝工作，并為完成采集工作以便對(duì)素材進(jìn)行后期處理，完成摳像制作工作。主要需進(jìn)行的工作如下：

（1）拍攝

在前期準(zhǔn)備已經(jīng)做好遮幕和道具等準(zhǔn)備的前提下，按照腳本的要求尋找合適的機(jī)位并和演員協(xié)調(diào)好就可以開(kāi)始拍攝工作。需要注意的是演員的表演必須在藍(lán)色遮幕范圍內(nèi)，尤其需要注意其肢體動(dòng)作不能超出遮幕范圍，不然會(huì)造成摳像時(shí)的信息丟失。此外，需要移動(dòng)拍攝或者搖鏡頭時(shí)必須保證跟蹤點(diǎn)始終處在拍攝畫(huà)面中，同時(shí)不能被演員的動(dòng)作遮擋。

（2）采集

采集工作相對(duì)比較簡(jiǎn)單，即將拍攝好的素材輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行采集，并按腳本要求對(duì)素材進(jìn)行分類(lèi)剪輯，將需要摳像的內(nèi)容和不需要摳像的內(nèi)容進(jìn)行分離以便處理和合成工作順利進(jìn)行。最后再對(duì)需要的時(shí)碼進(jìn)行記錄，以防最終合成時(shí)產(chǎn)生混亂。

后期制作

后期制作是指利用實(shí)際拍攝所得的素材，通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)和合成手段制作特技鏡頭，然后把鏡頭剪輯到一起，形成完整的影片，并且為影片制作聲音。具體到摳像制作，其后期合成步驟一般如下：

（1） 通常拍攝的藍(lán)幕或綠幕背景色彩都不均勻，這種情況下即使反復(fù)調(diào)整摳像插件的參數(shù)也很難達(dá)到理想的摳像效果，所以進(jìn)行摳像之前應(yīng)該先使用顏色調(diào)整工具來(lái)校正背景色彩。而且不僅只是調(diào)整摳像插件的參數(shù)就能夠獲得很好的摳像效果，有時(shí)甚至還要添加遮罩來(lái)處理?yè)赶癫寮o(wú)法處理的區(qū)域。

（2） 在后期合成軟件中將前景素材疊加在背景素材之上，調(diào)整好前景和背景素材的位置，并給前景素材應(yīng)用一個(gè)摳像工具。

（3） 然后調(diào)整摳像工具的參數(shù)，從前景中選取要被摳除的顏色。該顏色的所有像素在前景素材中就變成了透明部分，這樣需要的前景對(duì)象便疊加到了背景素材上；如果所需前景圖像的某些象素沒(méi)被摳掉的話(huà)，此時(shí)就需要在前景圖像中對(duì)更多的一些象素進(jìn)行取樣并將它們添加到摳除的范圍內(nèi)；為了避免摳出來(lái)的前景對(duì)象邊緣出現(xiàn)鋸齒和硬邊，通常還需要加入邊緣羽化值，使摳像邊緣呈現(xiàn)一定的柔和度。柔化程度可通過(guò)摳像插件的遮罩（Matte）圖像觀察較為直觀，遮罩圖像中的灰色部分為羽化柔和部分。要獲得適當(dāng)?shù)娜岷停枰磸?fù)地調(diào)整摳像插件的參數(shù)。

而對(duì)于部分摳像結(jié)果十分不理想的素材，如邊緣冷卻嚴(yán)重的素材，或者拍攝本身像素不高難以做到精確摳像的素材，甚至某些條件不允許的情況出現(xiàn)的無(wú)遮幕的摳像素材，則需要根據(jù)不同的摳像方法進(jìn)行綜合運(yùn)用進(jìn)行處理。目前常見(jiàn)的摳像方法如下：

（1）色度摳像（Chroma Key）

色度摳像又稱(chēng)色度鍵，是基于RGB模式的摳像技術(shù)。其從原理上最接近于最初的藍(lán)屏幕技術(shù)，即通過(guò)前景和背景的顏色差異將背景從畫(huà)面中去除并完成替換；

（2）亮度摳像（Luma Key）

亮度摳像一般用于畫(huà)面上有明顯的亮度差異的鏡頭摳像，是基于Alpha通道的摳像技術(shù)。對(duì)于明暗反差很大的圖像，我們可以應(yīng)用這種摳像技術(shù)使背景透明。如明亮天空背景下拍攝的畫(huà)面，就可利用亮度摳像將天空去除替換成想要的動(dòng)態(tài)天空素材進(jìn)行再編輯等等。

（3）差值摳像（Difference Key）

差值摳像比較特殊，其原理是通過(guò)尋找兩段同機(jī)位拍攝的畫(huà)面的差別并將其保留，而將有沒(méi)有差別畫(huà)面作為背景畫(huà)面去除。其基本思想是，先把前景物體和背景一起拍攝下來(lái)，然后保持機(jī)位不變，去掉前景物體，單獨(dú)拍攝背景。這樣拍攝下來(lái)的兩個(gè)畫(huà)面相比較，在理想狀態(tài)下，背景部分是完全相同的，而前景出現(xiàn)的部分則是不同的，這些不同的部分，就是需要保留的Alpha通道。一般這種摳像方式主要用于無(wú)法運(yùn)用藍(lán)屏幕摳像的場(chǎng)景。

（4）三維摳像（Modular Key）

三維摳像是一種依賴(lài)于軟件功能的高級(jí)摳像技術(shù)，其原理是將圖像的色彩區(qū)域歸整為三維空間顯示模式，自動(dòng)去除色彩溢出并使邊沿融合。這是一種先進(jìn)的摳像技術(shù)，目前只有部分高端數(shù)字合成軟件如Flame、Shake等擁有這樣的功能，其能提供先進(jìn)的摳像能力（比如毛發(fā)和其它細(xì)小物體邊緣）和出色的最終結(jié)果控制。

摳像技術(shù)常用軟件

目前常用的摳像合成軟件一般分為節(jié)點(diǎn)模式的合成軟件和層模式的合成軟件兩種。節(jié)點(diǎn)模式的合成軟件把合成所需的各種畫(huà)面元素作為節(jié)點(diǎn)，并把對(duì)元素的處理也視為特效節(jié)點(diǎn)，并將各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行連接（如色彩、透明度等），最終讓原始圖像經(jīng)過(guò)一串節(jié)點(diǎn)的處理后得到所需的摳像合成結(jié)果。如Shake、Digital Fusion、Nuke等軟件都是典型的節(jié)點(diǎn)模式的合成軟件。層模式的合成軟件把需要完成摳像的素材和需要進(jìn)行拼接的素材元素視為不同的圖層，并把對(duì)元素的處理也視為對(duì)圖層的調(diào)節(jié)，然后將完成調(diào)整的各個(gè)圖層按從上而下的順序按一定合成模式進(jìn)行疊加，最終輸出所需的摳像合成結(jié)果。如Inferon/Flame/Flint、Combustion、After Effects等軟件都是典型的層模式的合成軟件。兩種模式的軟件各有所長(zhǎng)，前者因?yàn)槠涔?jié)點(diǎn)模式的性質(zhì)決定了這類(lèi)軟件較適合大型復(fù)雜的摳像處理，這樣在添加和管理節(jié)點(diǎn)時(shí)較為容易和直觀，同時(shí)也能加快處理速度；后者則在操作上較為直觀，容易上手，同時(shí)也在應(yīng)對(duì)簡(jiǎn)單的摳像場(chǎng)景時(shí)有著較快的處理速度。

此外，由于摳像技術(shù)的應(yīng)用需要的不僅僅是摳像軟件，也涉及到部分后期制作工作，故需要運(yùn)用到一些三維軟件如3dsMax、Maya、Lightwave、Cinema4D、Zbush、Mudbox、Realflow、Houdini等，以及Boujou、Mokey等輔助軟件。