电影电视特效抠像技术

三维抠像是一种依赖于软件功能的高级抠像技术，其原理是将图像的色彩区域归整为三维空间显示模式，自动去除色彩溢出并使边沿融合。这是一种先进的抠像技术，目前只有部分高端数字合成软件如Flame、Shake等拥有这样的功能，其能提供先进的抠像能力（比如毛发和其它细小物体边缘）和出色的最终结果控制。

一般来说，影视节目利用抠像技术进行制作的流程大致可以分为前期准备、实际拍摄与素材采集和后期制作三个阶段。前期准备是脚本策划和需要抠像制作的镜头中各种涉及的元素的准备阶段。实际拍摄与素材采集阶段是利用摄像机记录画面，并将拍摄好的素材内容上传到后期制作用图形工作站的阶段。而后期制作就是利用实际拍摄好的素材，通过综合运用各种抠像软件将需要的前景画面从背景中分离，再借助合成、跟踪和三维等辅助软件对抠出的前景画面和需要进行拼接的背景画面进行合成，最后通过剪辑形成完整的影片的阶段。下面将分述三个阶段的具体工作流程。

前期准备

涉及抠像制作的影视作品拍摄是一个比较复杂的系统工程。而拍摄出的素材的成功与否主要决定于拍摄前的准备工作是否充分，很多情况下有效的前期准备能为后期制作提供极大的便利。需要进行的准备工作有：

（1）镜头脚本和演员表演的准备

抠像是将真实拍摄的前景画面和虚拟制作的背景画面合成的技术，所以实际拍摄时往往只能看到蓝色遮幕上对着“空气”表演的演员而并无法实时了解到最终的合成效果。这就要求导演和后期指导人员良好协调，分析研究镜头脚本的画面构成、摄像机的运动轨迹等各方面因素，同时也需要考虑清楚后期制作的技术实力是否能够完美实现想要的效果。

（2）遮幕和道具的准备

从原理上讲，只要背景所用的颜色在前景画面中不存在，用任何颜色做背景遮幕都可以。但实际上，最常用的是蓝背景和绿背景两种，其原因在于人身体的自然颜色中不包含这两种色彩，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。我国抠像拍摄时一般采用蓝背景，在欧美国家绿屏幕和蓝屏幕都经常使用，但在拍摄人物时常用绿屏幕，一个理由是很多欧美人的眼睛是蓝色的。而在架设遮幕前导演需要明确哪些内容是可以通过实际拍摄完成的，哪些内容必须借助后期合成，甚至哪些内容要由演员和虚拟画面互动完成。之后在镜头脚本的指导下确定真实拍摄和背景的分界位置，在该位置之后架设遮幕，保证摄像机安全框中只有需要拍摄的前景画面和蓝色遮幕存在；同时也需要确保前景中的演员和道具和背景遮幕的颜色差异，不然在后期处理时就会遇到前景人物和背景一同被“抠掉”的情况。但在某些特殊情况下也会引入一些和背景遮幕颜色一样的道具作为前景抠像对象，以实现一些特殊的效果。

（3）跟踪点的准备

一般运动镜头的合成制作需要在拍摄场景中安放一定数量的有效跟踪点以方便后期处理时进行摄像机轨迹反向求解，从而在三维软件中正确模拟出摄像机的运动。只有这样才能在场景抠去背景后遵照正确的透视关系进行三维虚拟物体的添加。故如果要使用运动镜头，需在遮幕上放置一定数量的跟踪点标记，具体数量和位置要参考运动镜头的运动幅度和演员在场景中移动的范围而定。基本原则是要求放置的跟踪点不被前景物体遮挡，而且颜色相对遮幕要有所区分。当然如果条件允许，引入多轴运动控制系统会让运动镜头的合成变得更加简单和准确。

拍摄及素材采集

拍摄及素材采集过程就是完成对前期准备中的脚本的拍摄工作，并为完成采集工作以便对素材进行后期处理，完成抠像制作工作。主要需进行的工作如下：

（1）拍摄

在前期准备已经做好遮幕和道具等准备的前提下，按照脚本的要求寻找合适的机位并和演员协调好就可以开始拍摄工作。需要注意的是演员的表演必须在蓝色遮幕范围内，尤其需要注意其肢体动作不能超出遮幕范围，不然会造成抠像时的信息丢失。此外，需要移动拍摄或者摇镜头时必须保证跟踪点始终处在拍摄画面中，同时不能被演员的动作遮挡。

（2）采集

采集工作相对比较简单，即将拍摄好的素材输入计算机进行采集，并按脚本要求对素材进行分类剪辑，将需要抠像的内容和不需要抠像的内容进行分离以便处理和合成工作顺利进行。最后再对需要的时码进行记录，以防最终合成时产生混乱。

后期制作

后期制作是指利用实际拍摄所得的素材，通过三维动画和合成手段制作特技镜头，然后把镜头剪辑到一起，形成完整的影片，并且为影片制作声音。具体到抠像制作，其后期合成步骤一般如下：

（1） 通常拍摄的蓝幕或绿幕背景色彩都不均匀，这种情况下即使反复调整抠像插件的参数也很难达到理想的抠像效果，所以进行抠像之前应该先使用颜色调整工具来校正背景色彩。而且不仅只是调整抠像插件的参数就能够获得很好的抠像效果，有时甚至还要添加遮罩来处理抠像插件无法处理的区域。

（2） 在后期合成软件中将前景素材叠加在背景素材之上，调整好前景和背景素材的位置，并给前景素材应用一个抠像工具。

（3） 然后调整抠像工具的参数，从前景中选取要被抠除的颜色。该颜色的所有像素在前景素材中就变成了透明部分，这样需要的前景对象便叠加到了背景素材上；如果所需前景图像的某些象素没被抠掉的话，此时就需要在前景图像中对更多的一些象素进行取样并将它们添加到抠除的范围内；为了避免抠出来的前景对象边缘出现锯齿和硬边，通常还需要加入边缘羽化值，使抠像边缘呈现一定的柔和度。柔化程度可通过抠像插件的遮罩（Matte）图像观察较为直观，遮罩图像中的灰色部分为羽化柔和部分。要获得适当的柔和，需要反复地调整抠像插件的参数。

而对于部分抠像结果十分不理想的素材，如边缘冷却严重的素材，或者拍摄本身像素不高难以做到精确抠像的素材，甚至某些条件不允许的情况出现的无遮幕的抠像素材，则需要根据不同的抠像方法进行综合运用进行处理。目前常见的抠像方法如下：

（1）色度抠像（Chroma Key）

色度抠像又称色度键，是基于RGB模式的抠像技术。其从原理上最接近于最初的蓝屏幕技术，即通过前景和背景的颜色差异将背景从画面中去除并完成替换；

（2）亮度抠像（Luma Key）

亮度抠像一般用于画面上有明显的亮度差异的镜头抠像，是基于Alpha通道的抠像技术。对于明暗反差很大的图像，我们可以应用这种抠像技术使背景透明。如明亮天空背景下拍摄的画面，就可利用亮度抠像将天空去除替换成想要的动态天空素材进行再编辑等等。

（3）差值抠像（Difference Key）

差值抠像比较特殊，其原理是通过寻找两段同机位拍摄的画面的差别并将其保留，而将有没有差别画面作为背景画面去除。其基本思想是，先把前景物体和背景一起拍摄下来，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，就是需要保留的Alpha通道。一般这种抠像方式主要用于无法运用蓝屏幕抠像的场景。

（4）三维抠像（Modular Key）

三维抠像是一种依赖于软件功能的高级抠像技术，其原理是将图像的色彩区域归整为三维空间显示模式，自动去除色彩溢出并使边沿融合。这是一种先进的抠像技术，目前只有部分高端数字合成软件如Flame、Shake等拥有这样的功能，其能提供先进的抠像能力（比如毛发和其它细小物体边缘）和出色的最终结果控制。

抠像技术常用软件

目前常用的抠像合成软件一般分为节点模式的合成软件和层模式的合成软件两种。节点模式的合成软件把合成所需的各种画面元素作为节点，并把对元素的处理也视为特效节点，并将各个节点通过一定的关联关系进行连接（如色彩、透明度等），最终让原始图像经过一串节点的处理后得到所需的抠像合成结果。如Shake、Digital Fusion、Nuke等软件都是典型的节点模式的合成软件。层模式的合成软件把需要完成抠像的素材和需要进行拼接的素材元素视为不同的图层，并把对元素的处理也视为对图层的调节，然后将完成调整的各个图层按从上而下的顺序按一定合成模式进行叠加，最终输出所需的抠像合成结果。如Inferon/Flame/Flint、Combustion、After Effects等软件都是典型的层模式的合成软件。两种模式的软件各有所长，前者因为其节点模式的性质决定了这类软件较适合大型复杂的抠像处理，这样在添加和管理节点时较为容易和直观，同时也能加快处理速度；后者则在操作上较为直观，容易上手，同时也在应对简单的抠像场景时有着较快的处理速度。

此外，由于抠像技术的应用需要的不仅仅是抠像软件，也涉及到部分后期制作工作，故需要运用到一些三维软件如3dsMax、Maya、Lightwave、Cinema4D、Zbush、Mudbox、Realflow、Houdini等，以及Boujou、Mokey等辅助软件。