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分享为您分享企业宣传片制作合成中常用技术—通道提取
2019.09.03

随着数字技术的进步,通道提取(Matte Extraction)成为数字合成(解释:由几个部分合并成一个整体)的重要功能。我们常把通道提取称为抠像,这相当形象。

通道提取

蓝屏幕技术(Blue Screen)是提取通道最主要的手段。它是在拍摄(shoot)人物或其他前景网站内容,然后利用色度的区别,把单色背景去掉。所以蓝屏幕技术有个学名叫色度键(Chroma Keying)。数字合成软件允许用户指定一个颜色范围,颜色在这个范围之内的像素被当作背景,相应的Alpha通道值设为0;在这个范围之外的像素作为前景,相应的Alpha通道值设为1.所以首要的原则就是前景物体上不能包含所选用的背景颜色。专业软件一般还允许设定一定的过渡颜色范围,在这个范围之内的像素,其Alpha通道设为0到1之间,即半透明。通常这种半透明部分出现在前景物体的边缘。适当的半透明部分对于合成的质量非常重要,因为非此即彼的过渡显得很生硬,而且在活动的画面上很容易发生边缘冷却(cooling)等糟糕的后果。

从原理上讲,只要背景所用的颜色在前景画面中不存在,用任何颜色做背景都可以,但实际上,最常用的是蓝背景和绿背景两种。原因在于,人身体的自然颜色中不包含这两种颜色,用它们做背景不会和人物混在一起;同时这两种颜色是RGB系统中的原色,也比较方便处理。我国一般用蓝背景,在欧美国家绿屏幕和蓝屏幕都经常使用,尤其在拍摄(shoot)人物时常用绿屏幕,一个理由是很多欧美人的眼睛是蓝色的。

有时候可以使用明亮晴朗的天空作为蓝屏幕的替代物。为了便于后期制作时提取通道,进行蓝屏幕拍摄(shoot)时,有一些问题要流量(单位:立方米每秒):首先是前景物体上不能包含所选用的背景颜色,必要时可以选择其他背景颜色;其次,背景颜色必须一致,光照均匀(jūn yún),要尽可能避免背景或光照深浅不一,有时当背景尺寸很大时,需要用很多块布或板拼接而成,要蓝色反光。总之,前期拍摄时考虑得越周密,后期制作越方便,效果也越好。

有时候需要抠像的画面比较困难(difficult),用前面所讲的原理很难得到理想的效果。比如非常细小的物体,或者是半透明的物体,例如头发丝、烟雾、纱;或丝绸、水流、玻璃等。有些合成(解释:由几个部分合并成一个整体)软件专门针对这些情况设计了更加复杂的抠像算法,可以得到满意的效果,例如的抠像工具Ultimatte\GOOGLE PRimatte,另外Inferno/Flame/Flint等软件中的模块化抠像也可以得到满意的效果。

利用色度的差别进行抠像并不是的办法,人们还经常利用亮度的区别进行抠像,这称为亮度键(Luminance Keying)。这种方法一般用于非常明亮或自身发光的物体。把明亮发光的物体放在黑暗的背景前拍摄,灯光只打亮被摄物体,就可以拍到背景全黑、前景明亮的画面,然后利用它们的亮度差别来提取通道。拍摄、飞溅的火星、烟雾等常常使用这种办法。

还有一种利用两个画面的差异来提取通道的方式,称为差异键(Difference Keying)。其基本思想是,先把前景物体和背景一起拍摄(shoot)下来,然后保持机位不变,去掉前景物体,单独拍摄背景。这样拍摄下来的两个画面相比较,在理想状态下,背景部分是完全相同的,而前景出现的部分则是不同的,这些不同的部分,就是需要的Alpha通道。有时候没有条件进行蓝屏幕抠像时,就可以采用这种手段。但是即使机位完全固定,两次实际拍摄效果也不会是完全相同的,光线的微妙变化、胶片的颗粒、视频的噪波等都会使再次拍摄到的背景有所不同,所以这样得到的通道通常都很不干净。不过在实际制作中,有时这是可行的办法,总比完全手工绘制通道强吧。这样得到一个粗略的通道后,再用手工清理,也会大大降低工作量。

当这些自动手段无法实行时,就只好采取"简单粗暴"的办法,手工制作挡板。用画笔手工绘制通道从黑白电影时代就开始采用,直到现在有时还会使用,只不过现在都是用绘 图软件或合成(解释:由几个部分合并成一个整体)软件的绘图功能在计算机上绘制了。手工绘制通道不仅十分费时费力,而且很难得到高质量的挡板。物体边缘的黑边、锯齿、闪动等都是常见的问题。另一种稍"文明"一点的方式是用曲线勾勒物体边缘。制作师可以选取一些关键帧,在这些帧上用曲线色出物体轮廓,对于在这些帧之间的其他帧,软件会自动计算曲线的形状。但是由于物体的运动不是完全规则的,所以自动计算的曲线不一定能很好地与物体吻合,这里就需要在这些帧之中选出更多的关键帧,用手工调整这些新的关键帧上的曲线。这个过程会不断重复(repeat)下去,直到所有帧上曲线和物体都很好地吻合。这常常意味着每帧都是关键帧!这种工作当然也是非常繁重的,但比绘制通道要好得多。即使每帧曲线都需要手工调整,软件不是帮助你把大部分调整工作自动完成了,一般只需要很小的调整。而且这样得到的通道质量较高,运动曲线产生的边缘不容易冷却(cooling)或出现锯齿。

在实际制作中,这些手段通常都不是单独使用的,而是若干种方式结合使用。即使对于蓝屏抠像,也常常需要用手工方式把背景上某些杂物挡去,这称为垃圾挡板。对于画面的不同部分,常常需要用不同的参数来进行抠像,才能获得效果。最后产生的通道很可能(maybe)还需要用艺术手绘的方式加以修补。总之,高质量的通道是高质量合成的前提,为此,必须调动一切可能的手段(包括前期和后期),来确保通道的质量。

另外,在制作通道时必须注意,即使每一帧的通道看起来都无懈可击,但当画面连续(Continuity)播放时,摇晃一类的感觉,对于活动画面的通道制作,必须经常连续播放合成(解释:由几个部分合并成一个整体)画面,以便发现此类问题,及时纠正。

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