影視製作中常用數字合成技術
在數字圖像處理領域,PhotoShop的合成技術讓人驚歎不已,你知不知道在視頻處理領域,數碼合成技術也非常驚奇呢?
視頻摳像——通道提取
隨着數字技術的進步,通道提取(Matte Extraction)成為數字合成的重要功能。我們常把通道提取稱為樞像,這相當形象。
藍屏幕技術(Blue Screen)是提取通道最主要的手段。它是在拍攝人物或其他前景內容,然後利用色度的區別,把單色背景去掉。所以藍屏幕技術有個學名叫色度鍵(Chroma Keying)。數字合成軟件允許用户指定一個顏色範圍,顏色在這個範圍之內的像素被當作背景,相應的Alpha通道值設為0;在這個範圍之外的像素作為前景,相應的Alpha通道值設為1.所以首要的原則就是前景物體上不能包含所選用的背景顏色。專業軟件一般還允許設定一定的過渡顏色範圍,在這個範圍之內的像素,其Alpha通道設為0到1之間,即半透明。通常這種半透明部分出現在前景物體的邊緣。適當的半透明部分對於合成的質量非常重要,因為非此即彼的過渡顯得很生硬,而且在活動的畫面上很容易發生邊緣冷卻等糟糕的後果。
從原理上講,只要背景所用的顏色在前景畫面中不存在,用任何顏色做背景都可以,但實際上,最常用的是藍背景和綠背景兩種。原因在於,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。
我國一般用藍背景,在歐美國家綠屏幕和藍屏幕都經常使用,尤其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。有時候可以使用明亮晴朗的天空作為藍屏幕的替代物。為了便於後期製作時提取通道,進行藍屏幕拍攝時,有一些問題要流量:首先是前景物體上不能包含所選用的背景顏色,必要時可以選擇其他背景顏色;其次,背景顏色必須一致,光照均勻,要儘可能避免背景或光照深淺不一,有時當背景尺寸很大時,需要用很多塊布或板拼接而成,要藍色反光。總之,前期拍攝時考慮得越周密,後期製作越方便,效果也越好。
有時候需要摳像的畫面比較困難,用前面所講的原理很難得到理想的效果。比如非常細小的物體,或者是半透明的物體,例如頭髮絲、煙霧、紗;或絲綢、水流、玻璃等。有些合成軟件專門針對這些情況設計了更加複雜的摳像算法,可以得到滿意的效果,例如著名的摳像工具UltimattePrimatte,另外Inferno/Flame/Flint等軟件中的模塊化摳像也可以得到滿意的效果。
利用色度的差別進行摳像並不是唯一的辦法,人們還經常利用亮度的區別進行摳像,這稱為亮度鍵(Luminance Keying)。這種方法一般用於非常明亮或自身發光的物體。把明亮發光的物體放在黑暗的背景前拍攝,燈光只打亮被攝物體,就可以拍到背景全黑、前景明亮的畫面,然後利用它們的'亮度差別來提取通道。拍攝爆炸、飛濺的火星、煙霧等常常使用這種辦法。
還有一種利用兩個畫面的差異來提取通道的方式,稱為差異鍵(Difference Keying)。其基本思想是,先把前景物體和背景一起拍攝下來,然後保持機位不變,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,就是需要的Alpha通道。有時候沒有條件進行藍屏幕摳像時,就可以採用這種手段。但是即使機位完全固定,兩次實際拍攝效果也不會是完全相同的,光線的微妙變化、膠片的顆粒、視頻的噪波等都會使再次拍攝到的背景有所不同,所以這樣得到的通道通常都很不乾淨。不過在實際製作中,有時這是唯一可行的辦法,總比完全手工繪製通道強吧。這樣得到一個粗略的通道後,再用手工清理,也會大大降低工作量。
當這些自動手段無法實行時,就只好採取"簡單粗暴"的辦法,手工製作擋板。用畫筆手工繪製通道從黑白電影時代就開始採用,直到現在有時還會使用,只不過現在都是用繪 圖軟件或合成軟件的繪圖功能在計算機上繪製了。手工繪製通道不僅十分費時費力,而且很難得到高質量的擋板。物體邊緣的黑邊、鋸齒、閃動等都是常見的問題。
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