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影視特效摳像技術介紹

2018-12-25 10:50:23 標簽:影視后期 電腦特效 摳像技術

一般來說,影視節目利用摳像技術進行制作的流程大致可以分為前期準備、實際拍攝與素材采集和后期制作三個階段。前期準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備階段。實際拍攝與素材采集階段是利用攝像機記錄畫面,并將拍攝好的素材內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際拍攝好的素材,通過綜合運用各種摳像軟件將需要的前景畫面從背景中分離,再借助合成、跟蹤和三維等輔助軟件對摳出的前景畫面和需要進行拼接的背景畫面進行合成,最后通過剪輯形成完整的影片的階段。下面將分述三個階段的具體工作流程。

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前期準備

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

(1)鏡頭腳本和演員表演的準備

摳像是將真實拍攝的前景畫面和虛擬制作的背景畫面合成的技術,所以實際拍攝時往往只能看到藍色遮幕上對著“空氣”表演的演員而并無法實時了解到最終的合成效果。這就要求導演和后期指導人員良好協調,分析研究鏡頭腳本的畫面構成、攝像機的運動軌跡等各方面因素,同時也需要考慮清楚后期制作的技術實力是否能夠完美實現想要的效果。

(2)遮幕和道具的準備

從原理上講,只要背景所用的顏色在前景畫面中不存在,用任何顏色做背景遮幕都可以。但實際上,最常用的是藍背景和綠背景兩種,其原因在于人身體的自然顏色中不包含這兩種色彩,用它們做背景不會和人物混在一起;同時這兩種顏色是RGB系統中的原色,也比較方便處理。我國摳像拍攝時一般采用藍背景,在歐美國家綠屏幕和藍屏幕都經常使用,但在拍攝人物時常用綠屏幕,一個理由是很多歐美人的眼睛是藍色的。而在架設遮幕前導演需要明確哪些內容是可以通過實際拍攝完成的,哪些內容必須借助后期合成,甚至哪些內容要由演員和虛擬畫面互動完成。之后在鏡頭腳本的指導下確定真實拍攝和背景的分界位置,在該位置之后架設遮幕,保證攝像機安全框中只有需要拍攝的前景畫面和藍色遮幕存在;同時也需要確保前景中的演員和道具和背景遮幕的顏色差異,不然在后期處理時就會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引入一些和背景遮幕顏色一樣的道具作為前景摳像對象,以實現一些特殊的效果。

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(3)跟蹤點的準備

一般運動鏡頭的合成制作需要在拍攝場景中安放一定數量的有效跟蹤點以方便后期處理時進行攝像機軌跡反向求解,從而在三維軟件中正確模擬出攝像機的運動。只有這樣才能在場景摳去背景后遵照正確的透視關系進行三維虛擬物體的添加。故如果要使用運動鏡頭,需在遮幕上放置一定數量的跟蹤點標記,具體數量和位置要參考運動鏡頭的運動幅度和演員在場景中移動的范圍而定。基本原則是要求放置的跟蹤點不被前景物體遮擋,而且顏色相對遮幕要有所區分。當然如果條件允許,引入多軸運動控制系統會讓運動鏡頭的合成變得更加簡單和準確。

拍攝及素材采集

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

(1)拍攝

在前期準備已經做好遮幕和道具等準備的前提下,按照腳本的要求尋找合適的機位并和演員協調好就可以開始拍攝工作。需要注意的是演員的表演必須在藍色遮幕范圍內,尤其需要注意其肢體動作不能超出遮幕范圍,不然會造成摳像時的信息丟失。此外,需要移動拍攝或者搖鏡頭時必須保證跟蹤點始終處在拍攝畫面中,同時不能被演員的動作遮擋。

(2)采集

采集工作相對比較簡單,即將拍攝好的素材輸入計算機進行采集,并按腳本要求對素材進行分類剪輯,將需要摳像的內容和不需要摳像的內容進行分離以便處理和合成工作順利進行。最后再對需要的時碼進行記錄,以防最終合成時產生混亂。

后期制作

后期制作是指利用實際拍攝所得的素材,通過三維動畫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) 通常拍攝的藍幕或綠幕背景色彩都不均勻,這種情況下即使反復調整摳像插件的參數也很難達到理想的摳像效果,所以進行摳像之前應該先使用顏色調整工具來校正背景色彩。而且不僅只是調整摳像插件的參數就能夠獲得很好的摳像效果,有時甚至還要添加遮罩來處理摳像插件無法處理的區域。

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

(3) 然后調整摳像工具的參數,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被摳掉的話,此時就需要在前景圖像中對更多的一些象素進行取樣并將它們添加到摳除的范圍內;為了避免摳出來的前景對象邊緣出現鋸齒和硬邊,通常還需要加入邊緣羽化值,使摳像邊緣呈現一定的柔和度。柔化程度可通過摳像插件的遮罩(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。要獲得適當的柔和,需要反復地調整摳像插件的參數。

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而對于部分摳像結果十分不理想的素材,如邊緣冷卻嚴重的素材,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的無遮幕的摳像素材,則需要根據不同的摳像方法進行綜合運用進行處理。目前常見的摳像方法如下:

(1)色度摳像(Chroma Key)

色度摳像又稱色度鍵,是基于RGB模式的摳像技術。其從原理上最接近于最初的藍屏幕技術,即通過前景和背景的顏色差異將背景從畫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。對于明暗反差很大的圖像,我們可以應用這種摳像技術使背景透明。如明亮天空背景下拍攝的畫面,就可利用亮度摳像將天空去除替換成想要的動態天空素材進行再編輯等等。

(3)差值摳像(Difference Key)

差值摳像比較特殊,其原理是通過尋找兩段同機位拍攝的畫面的差別并將其保留,而將有沒有差別畫面作為背景畫面去除。其基本思想是,先把前景物體和背景一起拍攝下來,然后保持機位不變,去掉前景物體,單獨拍攝背景。這樣拍攝下來的兩個畫面相比較,在理想狀態下,背景部分是完全相同的,而前景出現的部分則是不同的,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法運用藍屏幕摳像的場景。

(4)三維摳像(Modular Key)

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

摳像技術常用軟件

目前常用的摳像合成軟件一般分為節點模式的合成軟件和層模式的合成軟件兩種。節點模式的合成軟件把合成所需的各種畫面元素作為節點,并把對元素的處理也視為特效節點,并將各個節點通過一定的關聯關系進行連接(如色彩、透明度等),最終讓原始圖像經過一串節點的處理后得到所需的摳像合成結果。如Shake、Digital Fusion、Nuke等軟件都是典型的節點模式的合成軟件。層模式的合成軟件把需要完成摳像的素材和需要進行拼接的素材元素視為不同的圖層,并把對元素的處理也視為對圖層的調節,然后將完成調整的各個圖層按從上而下的順序按一定合成模式進行疊加,最終輸出所需的摳像合成結果。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,前者因為其節點模式的性質決定了這類軟件較適合大型復雜的摳像處理,這樣在添加和管理節點時較為容易和直觀,同時也能加快處理速度;后者則在操作上較為直觀,容易上手,同時也在應對簡單的摳像場景時有著較快的處理速度。

此外,由于摳像技術的應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。

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