王廣興 董青

摘要：影視技術(shù)的飛速發(fā)展為廣大的觀眾帶來(lái)了空前視覺(jué)盛宴，從電影膠片到模擬電視，再到數(shù)字電視，直至現(xiàn)在的3D影院，清晰逼真的畫面、震撼的影響效果和感官享受令人嘆為觀止。該文將從一個(gè)側(cè)面——影視后期制作中的跟蹤技術(shù)的應(yīng)用，為讀者揭開(kāi)數(shù)字影視震撼畫面的制作的神秘面紗。

關(guān)鍵詞：影視后期制作；跟蹤技術(shù)；After Effects；特效；合成

中圖分類號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)01-0157-02

On the Video Post-production in Tracking Technology

WANG Guang-xing, DONG Qing

(Jiujiang University, Jiujiang 332005, China)

Abstract: The rapid development of video technology for the majority of viewers unprecedented visual feast,from film to analog TV to digital TV,up to now,3D cinema,clear and vivid picture of the impact of shock effects and sensory enjoyment amazing.This article from one side—in film and television post-production tracking technology,digital video shocking for readers uncover the mystery of the screen production.

Key words: video post-production; tracking technology; After Effects; Special effects; Synthesis

隨著影視技術(shù)的飛速發(fā)展，影視后期合成技術(shù)也得到了促進(jìn)和發(fā)展，它是一門新興的學(xué)科，是傳統(tǒng)影視技術(shù)、數(shù)字影視技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合體，它的出現(xiàn)是科技進(jìn)步的必然結(jié)果，也是大眾對(duì)影視作品高層次追求的必然需求。數(shù)字電影、電視欄目包裝、廣告制作、影視動(dòng)畫、網(wǎng)絡(luò)游戲等各個(gè)領(lǐng)域都應(yīng)用到了影視后期合成技術(shù)。

通過(guò)影視后期合成技術(shù)，制作人員可以創(chuàng)出想象的各種形象和動(dòng)畫，輕而易舉的再現(xiàn)遠(yuǎn)古生物和由于客觀因素?zé)o法達(dá)到的自然現(xiàn)象，如恐龍、外星生物、宇宙星球等，豐富了觀眾的形象空間，開(kāi)拓了視野。

1影視后期合成的基本涵義

影視后期合成分為后期制作和特效制作兩個(gè)部分，后期制作又分為線性編輯系統(tǒng)和非線性編輯系統(tǒng)。線性編輯是一種磁帶的編輯方式，是利用電子手段，根據(jù)節(jié)目?jī)?nèi)容的要求將素材連接成新的連續(xù)畫面的技術(shù)，通常使用組合編輯將素材順序編輯成新的連續(xù)畫面。缺點(diǎn)是素材不能做到隨機(jī)存??；模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)多次復(fù)制后信號(hào)衰減嚴(yán)重，畫面質(zhì)量降低；不能夠?qū)Π氤善吠瓿呻S意的插入或刪除操作；所需設(shè)備較多，安裝調(diào)試較為復(fù)雜；創(chuàng)作人員的創(chuàng)造性難以發(fā)揮。

非線性編輯主要是借助計(jì)算機(jī)來(lái)完成數(shù)字化制作。它是利用硬盤、磁帶、音頻信息等媒介任意的存儲(chǔ)信息，信息存儲(chǔ)是并列平行的，與信息接收的實(shí)踐等因素?zé)o關(guān)。非線性編輯集錄像機(jī)、切換臺(tái)、數(shù)字特效機(jī)、編輯機(jī)、調(diào)音臺(tái)、MIDI創(chuàng)作等設(shè)備于一身，概括地說(shuō)，非線性編輯具有信號(hào)質(zhì)量高、制作水平高、節(jié)約成本、保護(hù)投資、網(wǎng)絡(luò)化這方面的優(yōu)越性。非線性編輯技術(shù)已經(jīng)成為了電影電視節(jié)目制作的一種主流技術(shù)。

影視合成技術(shù)是多種畫面和效果合成的一種技術(shù)，是指用特殊的技術(shù)手段來(lái)表現(xiàn)常規(guī)情況下和正常的手段及技術(shù)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景，也稱為特效或特技，通常采用模型，特效動(dòng)畫軟件等手段來(lái)表現(xiàn)劇情需要的人物、景物等場(chǎng)景，如模擬飛機(jī)相撞、星球爆炸、云霧、雨雪等自然現(xiàn)象，還可以實(shí)現(xiàn)人物變形、生物變異等具有科幻色彩的故事情節(jié)和場(chǎng)景。

影視后期合成軟件有好類，如三維角色場(chǎng)景動(dòng)畫，粒子系統(tǒng)，多層合成以及特效等。在這里我們重點(diǎn)研究多層合成以及特效軟件，如Adobe After Effects、Combustion、Shake、Vegas、VideoStudio、Premiere、Edius等。影視后期合成分為視頻合成和非線性編輯兩個(gè)部分，兩者缺一不可。視頻合成用于對(duì)眾多不同元素的進(jìn)行藝術(shù)性組合和加工，實(shí)現(xiàn)特效、剪輯和片頭動(dòng)畫，而非線性編輯可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字化的媒體隨機(jī)訪問(wèn)、不按時(shí)間順序記錄或重放編輯。AE擅長(zhǎng)視頻合成。特別是AE的跟蹤技術(shù)在眾多的影視特效種最為常見(jiàn)。

2跟蹤技術(shù)介紹

影視后期合成主要包括摳像、調(diào)色和跟蹤三個(gè)重要的技術(shù)，在這里我們主要研究跟蹤技術(shù)在影視后期編輯合成中的應(yīng)用。在一個(gè)圖片場(chǎng)景中，我們可以使用Photoshop平面合成工具通過(guò)摳像和調(diào)色完成合成；而在一個(gè)視頻場(chǎng)景中，背景經(jīng)常是運(yùn)動(dòng)的，這樣我們就需要使用跟蹤技術(shù)跟隨背景運(yùn)動(dòng)。跟蹤技術(shù)，顧名思義，就是對(duì)畫面上的內(nèi)容進(jìn)行跟隨操作。跟蹤是這樣一個(gè)過(guò)程：選擇畫面上的一個(gè)特征區(qū)域（有時(shí)稱為跟蹤點(diǎn)），由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地分析在一系列圖像上，這個(gè)特征區(qū)隨時(shí)間推進(jìn)發(fā)生位置變化。跟蹤得到的結(jié)果是一系列的位移數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，軟件會(huì)讓使用者指定一個(gè)矩形的區(qū)域，作為特征區(qū)。這個(gè)區(qū)域應(yīng)該滿足這樣一些條件：區(qū)域內(nèi)的畫面有明顯的顏色或亮度差異，區(qū)域內(nèi)物體形狀沒(méi)有明顯的變化，區(qū)域內(nèi)的物體不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間被其它物體遮蓋。這樣的特征區(qū)便于軟件搜索查找，同時(shí)不會(huì)因?yàn)楸徽趽醵管浖テ溘欅E。軟件還會(huì)讓用戶指定一個(gè)搜索區(qū)域，這個(gè)區(qū)域比特征區(qū)大，應(yīng)該包含特征區(qū)在下一幀畫面上出現(xiàn)的范圍。在下一幀，軟件就會(huì)在搜索區(qū)內(nèi)查找特征區(qū)的位置，計(jì)算出位移量，并根據(jù)特征區(qū)的新位置，自動(dòng)設(shè)置新的搜索區(qū)，以便在下一幀的查找。利用這個(gè)搜索區(qū)，可以讓軟件把搜索局限在一個(gè)較小的范圍，而不用在整個(gè)畫面上搜索。這樣既提高搜索速度，又減少出錯(cuò)的可能。不過(guò)搜索區(qū)的范圍必須設(shè)得合適，太大會(huì)降低搜索效率，太小則特征區(qū)有可能移出搜索區(qū)之外，從而使跟蹤失敗。

我們使用這些位移數(shù)據(jù)最常見(jiàn)的用法是，把另外一個(gè)畫面中的物體按照這個(gè)不斷變化的位置貼到剛才跟蹤的畫面上；也可以利用這些數(shù)據(jù)，例如在一座大樓上增加一個(gè)光點(diǎn)。我們把跟蹤畫面向反方向移動(dòng)相應(yīng)距離，就可以抵消原來(lái)鏡頭的運(yùn)動(dòng)，使特征區(qū)域在畫面上保持在原來(lái)位置上，就好像攝影機(jī)固定的一樣。這就叫穩(wěn)定。只利用一個(gè)特征區(qū)的跟蹤和穩(wěn)定，稱為一點(diǎn)跟蹤，是跟蹤最簡(jiǎn)單的情形，因?yàn)檫@種跟蹤只能得到位移信息。但攝影機(jī)鏡頭的運(yùn)動(dòng)方式遠(yuǎn)非如此簡(jiǎn)單：鏡頭的推拉和變焦會(huì)產(chǎn)生圖像的放大縮小，鏡頭的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)造成畫面旋轉(zhuǎn)。一點(diǎn)跟蹤無(wú)法得到這類信息。但如果同時(shí)跟蹤畫面上相對(duì)位置不變的兩個(gè)特征區(qū)，得到兩個(gè)位置點(diǎn)，就可以從兩點(diǎn)間距離的變化推知畫面的放大和縮小，從兩點(diǎn)間連線的角度變化，得到畫面的旋轉(zhuǎn)，所以兩點(diǎn)跟蹤比一點(diǎn)跟蹤更進(jìn)一步，通過(guò)它可以得到畫面放縮和旋轉(zhuǎn)的信息。鏡頭的運(yùn)動(dòng)還常會(huì)造成畫面透視的變化，例如攝影機(jī)圍著一臺(tái)電腦顯示器轉(zhuǎn)動(dòng)，顯示器屏幕的透視就會(huì)改變。如果我們同時(shí)跟蹤屏幕的4個(gè)點(diǎn)，就可以模擬這種透視變化，把一幅畫面準(zhǔn)確地貼在顯示器屏幕上，這就是四點(diǎn)跟蹤。當(dāng)然，攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)造成的畫面變化遠(yuǎn)不止這些，目前較新的軟件都引入了多點(diǎn)跟蹤，它們通過(guò)對(duì)大量跟蹤點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，可以準(zhǔn)確地得出攝影機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡。對(duì)于二維的畫面而言，要重現(xiàn)攝影機(jī)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)造成的各種變化幾乎是不可能的，但對(duì)于三維軟件而言，這種攝影機(jī)軌跡可以用來(lái)控制虛擬攝影機(jī)，使三維生成的圖像與實(shí)拍鏡頭的攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)相吻合，這樣就可以方便地進(jìn)行合成了。

3跟蹤技術(shù)應(yīng)用

為了方便后期的跟蹤處理，在實(shí)拍合成鏡頭的素材之前，必須要設(shè)計(jì)鏡頭的運(yùn)動(dòng)，按照跟蹤的需要布置好跟蹤點(diǎn)。有時(shí)候畫面上自然形成的高反差點(diǎn)可以作為很好的跟蹤點(diǎn)，比如樓房的角點(diǎn)，遠(yuǎn)處墻上的顯眼招牌等；有時(shí)必須自己設(shè)置跟蹤點(diǎn)，比如在要跟蹤的位置上畫上顏色鮮艷的十字形，或固定一些氣球之類物體。其原則就是：首先跟蹤點(diǎn)要與周圍畫面形成鮮明的反差，其次跟蹤點(diǎn)的形狀不要隨鏡頭的運(yùn)動(dòng)而變化，此外還要布置足夠的跟蹤點(diǎn)。當(dāng)鏡頭移動(dòng)時(shí)，一些跟蹤點(diǎn)會(huì)移出畫外，或被遮擋，這時(shí)應(yīng)有足夠的其他跟蹤點(diǎn)來(lái)保證跟蹤仍可進(jìn)行。設(shè)置跟蹤點(diǎn)時(shí)還要注意，一般人工設(shè)置的跟蹤點(diǎn)在最終合成畫面上都必須去掉，如果合成時(shí)正好可以用前景物體把它蓋住是最好不過(guò)了，如果不行可能就得用手工的畫面修補(bǔ)方法把它去掉。如果是這樣，設(shè)置跟蹤點(diǎn)時(shí)還必須考慮以后便于修補(bǔ)，還會(huì)造成太大的麻煩。一點(diǎn)跟蹤常見(jiàn)于科幻片中飛碟的移動(dòng)、火焰的移動(dòng)等；兩點(diǎn)跟蹤常見(jiàn)于鐘擺、追逐等場(chǎng)景；多點(diǎn)跟蹤常見(jiàn)于相冊(cè)翻動(dòng)等復(fù)雜場(chǎng)景。跟蹤技術(shù)的應(yīng)用，使創(chuàng)作人員創(chuàng)作出了更美妙、更震撼的影視畫面，極大激發(fā)了創(chuàng)作人員的創(chuàng)作靈感。

4結(jié)論

影視后期合成中的跟蹤技術(shù)極大地方便了影視后期創(chuàng)作人員創(chuàng)作出更為出色的影視效果，更能發(fā)揮創(chuàng)作人員根據(jù)劇情需要的豐富的想象力和創(chuàng)造性。影視后期合成中跟蹤技術(shù)的應(yīng)用極大程度提高了創(chuàng)作人員的工作效率，為創(chuàng)作高質(zhì)量的影片特效奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]殷琳琳,張曉利.論影視后期特效的運(yùn)用及發(fā)展[J].黑龍江科技信息,2010(28):53-53.

[2]李文莉.淺談非線性編輯在數(shù)字影視節(jié)目中的應(yīng)用[J].信息技術(shù),中小企業(yè)管理與科技,2010(31):274-274.

[3]彭翔宇.淺談數(shù)字影視的制作與編輯[J].科教文匯,2010(25):77-77,79.

[4]許聲華.淺析數(shù)字影視后期編輯與特效合成制作[J].科學(xué)咨詢,2011(3):78-79.

[5]李瑩,孟華.數(shù)字影視合成的技術(shù)與藝術(shù)[J].黑龍江科技信息,2010(32):92-92.