視效合成初級教程(插圖第2版)（簡體書）

《視效合成初級教程（插圖第2版）》是零基礎的數字合成和視覺特效愛好者、初學者的入門讀本，專為沒有任何知識背景或者之前沒有深入了解過視覺特效但又想快速輕松掌握這門技術的讀者撰寫。
為了方便讀者理解，全書圖文并茂地詳盡介紹了當今娛樂業流行的各種比較實用的視效合成技術，如藍幕合成、關鍵幀動畫、創建遮罩、數字摳像、CGI（計算機生成圖像）與實拍素材的合成方法、數字場景擴展制作、跟蹤鏡頭、影響描摹等，既有專業概念、軟硬件工具、工作原理以及工作流程的講解，又提供了各項操作的注意事項及其原因。全書語言平易幽默，數百張圖表更是助您一目了然掌握所講內容。若您想對視效合成領域有更加深入的研究，推薦閱讀該作者的另一本專著：《視效合成進階教程》（Digital Compositing for Film and Video）。

著者
史蒂夫·賴特（Steve Wright），好萊塢數字特效合成大師、VFX公司培訓專家，曾任柯達旗下電影制作者辦事處的高級合成師和技術總監，有著20多年從業經驗，參與過70多部商業廣告和70多部電影的拍攝，代表作有《禁閉島》、《博物館奇妙夜》、《蝙蝠俠與羅賓》。現在賴特在全球各地的教育機構中教授特效合成技術、Nuke和Shake軟件課程，著有《視效合成初級教程》。更多信息請訪問他的個人網站www.vfxio.com。

譯者
李念蘆，原北京電影學院影視技術系教授，碩士生導師。《中國電影專業史研究——電影技術卷》作者。曾主講電影電視技術概論課并擔任電影學院技術學科的領導，為學院電影技術數字化進程做了多項工作。現為中影培訓基地的校長。

著者

史蒂夫·賴特（Steve Wright），好萊塢數字特效合成大師、VFX公司培訓專家，曾任柯達旗下電影制作者辦事處的高級合成師和技術總監，有著20多年從業經驗，參與過70多部商業廣告和70多部電影的拍攝，代表作有《禁閉島》、《博物館奇妙夜》、《蝙蝠俠與羅賓》。現在賴特在全球各地的教育機構中教授特效合成技術、Nuke和Shake軟件課程，著有《視效合成初級教程》。更多信息請訪問他的個人網站www.vfxio.com。

譯者

李念蘆，原北京電影學院影視技術系教授，碩士生導師。《中國電影專業史研究——電影技術卷》作者。曾主講電影電視技術概論課并擔任電影學院技術學科的領導，為學院電影技術數字化進程做了多項工作。現為中影培訓基地的校長。

柳思憶，曾任職于海納、視點特藝等國內外多家電影后期特效公司，長期從事影視后期制作工作。現就職于中影技術培訓分公司（中影培訓基地），擔任影視后期專業教學主管。

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實用專業，二十年實踐經驗總結深入淺出

緊跟前沿，好萊塢最新合成技術一一呈現

圖文并茂，迅速掌握基本原理與核心方法

案例豐富，逐步演示從無到有的細節步驟

前　言
第一章　當今的視覺特效
1.1　CGI 數字合成
1.1.1　CGI 合成
1.1.2　數字場景擴展
1.1.3　運動匹配
1.2　視效合成
1.2.1　藍幕合成
1.2.2　運動跟蹤
1.2.3　包裹變形和形態變形
1.2.4　子彈時間鏡頭
1.2.5　人群復制
1.2.6　大氣效果
1.2.7　影像描摹
1.2.8　擦除威亞　

前　言　

第一章　當今的視覺特效　

1.1　CGI 數字合成　

1.1.1　CGI 合成　

1.1.2　數字場景擴展　

1.1.3　運動匹配　

1.2　視效合成　

1.2.1　藍幕合成　

1.2.2　運動跟蹤　

1.2.3　包裹變形和形態變形　

1.2.4　子彈時間鏡頭　

1.2.5　人群復制　

1.2.6　大氣效果　

1.2.7　影像描摹　

1.2.8　擦除威亞　

1.2.9　場景拯救　

1.3　三維合成　

1.4　立體合成　

1.5　立體轉換　

1.6　合成軟件　

1.6.1　基于節點的合成軟件　

1.6.2　基于層的合成軟件　

第二章　數字圖像　

2.1　數字圖像的存儲結構　

2.1.1　像　素　

2.1.2　灰階圖　

2.1.3　彩色圖片　

2.1.4　四通道圖像　

2.2　數字圖像的屬性　

2.2.1　圖像數字化　

2.2.2　圖像分辨率　

2.2.3　圖像寬高比　

2.2.4　像素寬高比　

2.2.5　顯示寬高比　

2.2.6　圖像色深　

2.2.7　浮　點　

2.2.8　圖像相乘　

2.3　圖像格式　

2.3.1　照片和計算機圖像　

2.3.2　色彩查找表　

2.3.3　壓　縮　

2.3.4　EXR　

2.3.5　文件格式　

2.4　DPI　

第三章　CGI數字合成　

3.1　CGI 合成　

3.1.1　縮放背景圖　

3.1.2　半透明像素　

3.1.3　圖層疊加　

3.2　多通道合成　

3.2.1　漫反射和高光通道　

3.2.2　遮蔽和陰影通道　

3.2.3　反射通道　

3.2.4　創造性的控制

3.3　深度合成　

3.4　多平面合成　

3.5　模　擬　

3.6　粒子系統　

3.7　使用預乘的CGI 圖像　

3.7.1　校　色　

3.7.2　變換和濾鏡　

3.7.3　常見錯誤　

3.8　3D 合成　

3.8.1　3D 合成環境　

3.8.2　將3D物體合成到實拍鏡頭中　

3.8.3　將實拍鏡頭合成到3D環境中　

3.8.4　數字場景擴展　

3.8.5　攝影機跟蹤　

3.8.5.1　鏡頭跟蹤　

3.8.5.2　攝影機解算　

3.8.6　小的3D任務　

3.8.7　總　結　

第四章　藍幕合成　

4.1　藍幕合成　

4.1.1　創建蒙版　

4.1.2　基本合成　

4.2　關于摳像程序　

4.2.1　摳像程序是如何工作的　

4.2.2　去除溢色　

4.2.3　摳像后的校色　

4.2.4　縮放前景及背景顏色　

4.2.5　疊加圖層　

4.2.6　最終合成　

4.3　協助摳像程序　

4.3.1　垃圾蒙版　

4.3.2　程序垃圾蒙版　

4.3.3　固定蒙版　

4.3.4　去　噪　

4.4　在摳像程序外合成　

4.4.1　合并多個蒙版　

4.4.2　校正溢出　

4.4.3　合成校色　

4.4.4　合　成　

4.5　拍攝藍綠幕　

4.5.1　背景打光　

4.5.2　給人物打光　

4.5.3　背景材質　

4.5.4　藍幕VS綠幕　

4.5.5　藍幕地板　

4.5.6　膠片問題　

4.5.7　視頻問題　

4.5.8　攝影技巧　

第五章　創建遮罩　

5.1　摳像、蒙版、阿爾法和遮罩　

5.2　創建亮度摳像　

5.3　創建色度摳像　

5.4　創建遮罩　

5.4.1　差異遮罩　

5.4.2　顏色差異遮罩　

5.4.3　原始幾何體　

5.4.4　繪制形狀　

5.4.5　繪制遮罩　

5.4.6　組合遮罩　

第六章　影像描摹　

6.1　關于影像描摹　

6.2　樣條曲線　

6.3　鏈接影像描摹　

6.4　插值　

6.5　關鍵幀　

6.5.1　每隔一幀　

6.5.2　二分叉　

6.5.3　極致方法　

6.5.4　最終檢查　

6.6　運動模糊　

6.7　半透明　

第七章　圖像融合　

7.1　混合操作　

7.2　相乘操作　

7.3　屏蔽操作　

7.4　最大化操作　

7.5　最小化操作　

7.6　相加操作　

7.7　相減操作　

7.8　無改變顏色的總結列表　

7.9　Adobe Photoshop 融合模式　

7.10　變　速　

7.10.1　跳格印片/跳幅印片/幀復制　

7.10.2　幀平均　

7.10.3　光　流　

第八章　動　畫　

8.1　變換和像素　

8.2　濾　鏡　

8.3　樞軸點　

8.4　變換的順序　

8.5　關鍵幀動畫　

8.6　運動模糊　

8.7　運動跟蹤　

8.8　鏡頭穩定　

8.9　平面跟蹤　

8.9.1　平面跟蹤是如何工作的　

8.9.2　平面跟蹤的用途　

8.9.2.1　運動跟蹤　

8.9.2.2　角落固定　

8.9.2.3　穩定鏡頭　

8.9.2.4　影像描摹　

8.10　運動匹配　

8.11　奇妙的包裹變形　

8.11.1　網格變形　

8.11.2　樣條曲線包裹　

8.11.3　程序化包裹　

8.12　形態變形的魔力　

第九章　合成的藝術　

9.1　校　色　

9.1.1　黑色和白色點　

9.1.2　伽　馬　

9.1.3　顏　色　

9.1.4　顏色調整　

9.1.5　預平衡顏色通道　

9.1.6　伽馬沖擊　

9.2　匹配圖層屬性　

9.2.1　顆粒結構　

9.2.2　景　深　

9.2.3　陰　影　

9.2.4　透鏡畸變　

9.3　美化合成　

9.3.1　燈光包裹　

9.3.2　邊緣融合　

9.3.3　圖層整合　

9.3.4　藝術化點綴　

9.4　檢查列表　

9.4.1　校　色　

9.4.2　燈　光　

9.4.3　層屬性　

第十章　場景拯救　

10.1　去除污跡　

10.2　威亞去除　

10.3　裝置去除　

10.4　頭發去除　

10.5　劃痕去除　

10.6　漏　光　

10.7　去除閃爍　

第十一章　處理視頻　

11.1　SDTV（標清電視）　

11.1.1　處理交錯視頻　

11.1.2　處理非正方形像素　

11.1.3　處理顏色子采樣　

11.1.4　處理邊緣增強　

11.1.5　處理幀率　

11.1.6　處理時間碼　

11.2　HDTV　

11.2.1　圖像大小　

11.2.2　掃描模式　

11.2.3　幀　率　

11.2.4　命名法　

11.2.5　高清變形　

11.2.6　24P母版　

11.3　標題安全區　

11.4　3∶2 下拉　

11.5　3∶2 上拉　

11.6　DV 壓縮瑕疵　

第十二章　處理膠片　

12.1　拍攝VS 顯示格式　

12.2　學院片窗和全口徑　

12.3　投射格式　

12.3.1　2.35　

12.3.2　1.85　

12.3.3　1.66　

12.4　寬銀幕　

12.5　維斯塔維興寬銀幕　

12.6　3 孔膠片　

12.7　70 毫米膠片　

12.8　超級16 毫米膠片　

12.9　將膠片適配視頻　

12.9.1　信箱格式　

12.9.2　移動和掃描　

12.9.3　HDTV　

12.9.4　標題安全區　

12.10　數字化膠片　

12.11　對數膠片數據　

12.12　記錄膠片　

12.13　數字中間片流程　

12.13.1　剪輯膠片　

12.13.2　調　色　

12.13.3　復印母版　

12.13.4　DI 如何工作　

12.13.5　DI和你　

第十三章　數字拍攝　

13.1　導　論　

13.2　圖像傳感器　

13.2.1　拜耳陣列　

13.2.2　CCD 陣列　

13.3　HDR 圖像　

13.3.1　LDR VS HDR 圖像　

13.3.2　LDR顯示裝置上的HDR圖像　

13.3.3　HDR電影片段　

13.3.4　高動態靜止圖像　

13.3.4.1　曝　光　

13.3.4.2　EXR圖像　

13.3.4.3　光探針　

13.4　對數圖像　

13.4.1　對數的好處　

13.4.2　什么是對數　

13.4.3　處理對數數據　

13.4.3.1　轉換對數數據為線性　

13.4.3.2　裁　切　

13.4.3.3　轉回到對數　

第十四章　立體合成　

14.1　導　論　

14.2　立體攝影　

14.2.1　立體電影攝影　

14.2.2　觀看立體電影　

14.2.3　立體空間　

14.2.4　視線匯聚點　

14.3　立體合成　

14.3.1　準備立體影片　

14.3.2　合成綠幕鏡頭　

14.3.2.1　摳　像　

14.3.2.2　浮動窗口　

14.3.2.3　繪制和影像描摹　

14.3.3　合成CGI　

14.4　立體轉換　

14.4.1　橡皮片方法　

14.4.2　分離圖層　

14.4.3　半透明問題　

14.4.4　影像描摹　

14.4.5　摳像和繪制　

14.4.6　創建深度圖　

14.4.7　立體繪制　

14.4.8　干凈的底板　

14.4.9　深度調色　

14.4.9.1　深度預算　

14.4.9.2　匯聚點　

14.4.9.3　設定物體的深度　

第十五章　特效鏡頭全過程　

15.1　導　論　

15.2　西爾維亞·賓斯費爾德——編劇、

導演和制片人　

15.3　《Dorme》的故事板　

15.4　斯韋特蘭娜·茨韋特科——攝影

指導（DP）　

15.5　尼古拉斯·巴恩斯——3D 藝術

家　

15.6　史蒂夫·賴特——資深合成師　

15.7　總　結　

重要詞匯　

出版后記　

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數字合成是視覺特效的重要組成。視覺特效廣泛應用于電影、電視廣告、電視節目等娛樂業的各個方面，并且仍在不斷發展。即使不是所謂的視效大片，譬如愛情電影或者喜劇片，也需要使用視覺特效，因為總是需要在畫面中添加或者刪除一些元素以便更好地敘述故事。以上可以算作是對視覺特效是什么的簡要描述，即在畫面中添加本來不存在的虛擬視覺元素，或者刪除那些不想要的部分。而數字合成在所有的視覺特效中都發揮著重要的作用。

被添加到畫面中的視覺元素可以有任何來源。我們可以從電影片段或者錄像帶中添加一個角色或者模型，也可以采用完全在電腦中生成的太空船或者恐龍，這叫作計算機成像（CGI），還可以是在Photoshop 中繪制的數字接景圖片，甚至是合成師自己創造的元素。數字合成師的任務就是把各種不同來源的視覺元素藝術化地融合成無縫的照片般真實的畫面，使它們看起來是在相同的時間、光照、攝影機下拍攝的，并通過精湛的色彩校正對最終的畫面進行藝術潤色。這是項非同尋常的藝術創作，而且會遇到各種技術困難，即技術和藝術的綜合挑戰。

合成師首先也主要是一名藝術家，與數字接景畫家、調色師、CGI（電腦合成圖像）藝術家、藝術指導等一起在視覺特效團隊中工作。團隊需要合理分工以便制作出技術復雜同時視覺效果迷人的鏡頭。頗具諷刺的是，如果團隊的工作很出色，觀眾會注意不到這些工作，因為視覺特效已經無縫地融入了電影畫面中。反之，如果工作沒做好，觀眾反而會被從觀影沉浸中拉出，開始想：“看看這些低劣的視覺效果！”

那么視覺特效和傳統特效的差別是什么呢？視覺特效是修改或者創造畫面，而傳統特效是在現場拍攝煙火或者微縮模型完成的。換句話說，視覺特效是對圖像的操作，而電腦是處理圖像的理想工具，這也是“數字合成”中“數字”的來源。

前文提過，數字合成正在迅速發展，有兩個主要原因。首先，CGI 在視覺特效中的應用越來越多，而數字合成對CGI 來說是必需的。CGI 的廣泛應用得益于技術的發展，它意味著CGI 能解決很多視覺效果難題，同時也促使電影人希望在電影作品（或者電視節目、電視廣告）中有更多更絢麗的視覺效果。不僅如此，隨著硬件變得越來越便宜、快捷，軟件的使用也越來越廣泛，這使得CGI 的制作成本不斷降低。實際上，觀眾對更炫、更復雜、更昂貴的視效的要求并沒有使CGI 的成本降低。也就是說，創作要求的不斷提高總能超過技術的發展。

第二個原因是，拋開CGI 技術，合成相關的硬件和軟件也在發展，這意味著特效鏡頭能被更快更高質量地完成。同時，也可以讓電影工作者更多地認識到數字合成技術能夠達到的效果，并使他們成為更加專業的用戶，因此，他們的要求日益提高。

在本章中，我們將對當今視覺特效中數字合成的廣泛應用做一個全面介紹。第一部分是CGI 的數字合成，因為很多合成工作都與CGI 有關。第二部分介紹很多令人驚奇的視覺特效，它們純粹由先進的合成技術完成，無需CGI。第三部分，簡要概述一下兩種不同類型的合成軟件，基于節點的和基于時間線的。從現在開始，我將不再啰嗦地使用電影拍攝或者電影攝影術，而是在例子中簡單地稱之為電影或者電視。

1.1 CGI 數字合成

任何時候生成的CGI 畫面都要被合成。這里，我們將闡述CGI 被合成的三個主要類型。首先是CGI 畫面的直接合成，即由電腦制作的畫面元素被合成進場景中。接著介紹的是數字場景擴展，在電影中用來快速制作場景的技術。最后講一下運動匹配（match move），它是用不同的軟件分別分析實拍素材，產生地形和攝影機運動的數據，以便CGI 軟件使用。

1.1.1　CGI合成

到目前為止，數字合成中最常見的應用就是CGI 合成，無論是10 萬美金制作的商業廣告，還是1 億美金制作的電影大片，CGI 原理都是在電腦中生成圖像元素，然后合成到各種背景畫面中，這個背景畫面通常是用膠片或者數字攝影機拍攝的實景真人鏡頭，還可以是CGI 畫面，或者數字接景。無論背景是什么類型，數字合成的任務都是把不同元素放在一起，并修飾，使之有種照片般的真實感。圖1-1 說明了基本的數字合成的過程，由電腦生成的噴氣戰斗機圖像被合成到實拍的山嶺的素材中。當今的CGI 技術遠不止制作噴氣（飛）機和恐龍這類元素，最新的技術可以制作出一系列令人難以置信的、真實感十足的畫面元素。除了汽車、飛機、狂暴的野獸之類較為醒目的元素之外，還可以制作具有真實質感的毛發、皮膚、衣料、云彩、霧、火，甚至流體。此外，數字替身（digital double）的應用也越來越普遍，尤其是當你需要電影明星去拍攝一段即使專業替身演員也難以完成的特技鏡頭時。在不遠的將來，也許就會在動作電影中誕生出首位CGI 制作的明星。CGI 生成飛船、野獸、水和煙火之后，還是要有人來把它們合成到一起，這個人就是數字合成師。

1.1.2　數字場景擴展

如果你希望拍攝一段演員站在蒙哥星球的帝國宮殿前的鏡頭，又不想要花錢搭建出整個帝國宮殿的場景的話，更好的方式是在場景中精心制作出宮殿的一小部分，當需要廣角鏡頭時，在電腦中進行場景擴展。完成這個電影魔術，需要將膠片數字化，并導入計算機，然后在CGI 軟件中建立宮殿的三維模型，并與原始鏡頭中的宮殿和攝影機角度匹配。如果

實景拍攝時攝影機有移動，那么還需要CGI 技術人員進行運動匹配。最終，實拍素材和CGI元素必須經過顏色調整，在合成后才能達到完美的匹配。

圖1-2 展示了數字場景擴展在外景拍攝中的應用。原始畫面是未來的士兵走在一個不起眼的小瓦礫坑中。中間的畫面是數字擴展的元素，包括遠方的CGI 城市、粒子系統制作的煙，以及數字接景繪制的天空，右側是CGI 與實拍經過調色后融合成的畫面。在上面的案例中，你能立刻發現，如果沒有數字場景擴展和合成技術，完成這樣一個鏡頭是多么困難。你要找到符合的場景，瓦礫坑到城市的距離符合要求，城市也要看起來不錯，而且在拍攝時城中有煙火，并且要等到拍攝所需的日暮時分，有些時候在拍攝現場等待的代價是相當昂貴的。最后，如果真的能找到這么一處場景，整個團隊都要乘機前往。這幾乎是不可能完成的制作計劃，而且預算驚人。實際中，制片人當然會聰明地選擇數字場景擴展技術。瓦礫坑很好找，劇組人員驅車前往只需半個小時，一旦膠片影像數字化，CGI 部門就將接手，創造出背景中的城市和動態的煙火，與此同時數字接景畫師也會完成天空的繪制。當一切制作均已完成，數字合成師會將四種元素——原始拍攝畫面、CGI 城市和煙火，以及數字接景，合成到一起，并調色，使之看起來很自然。該制作流程不僅費用不貴，而且導演可以獲得他想要的效果。CGI 和數字合成給影視制作帶來創意化的操作，一種能制作出任何效果的能力，而不僅僅可操作或預算可承受。

1.1.3　運動匹配

導演和攝影師都痛恨固定的鏡頭。他們喜歡讓鏡頭俯沖過場景，或在人群前升起鏡頭，或是環繞英雄角色。如果只有實拍素材，當然沒有問題。如果是需要與CGI 合成，則會出現麻煩。如果攝影機移動，CGI 軟件中的虛擬攝影機也必須隨之移動，這樣CGI 元素才會與實拍鏡頭具有相同的視角。虛擬攝影機不僅要移動，而且要與攝影機的運動精確吻合，否則畫面中合成的CGI 元素就會產生漂移晃動，從畫面中脫離。這種電影魔術需要特殊的運動匹配軟件來完成。圖1-3是一個運動匹配的例子，其中攝影機在環繞著鏡頭中的士兵運動，周圍的場景則是CGI 環境。

運動匹配分為兩步。首先，用運動匹配程序分析實拍鏡頭的感光底片（感光底片是用來與其他鏡頭合成的），在幀與幀之間計算出盡量多的特征點，并在鏡頭時間長度內進行跟蹤，從而得到一個低精度的3D 場景模型以及攝影機移動的數據。盡管模型是低精度而且也不完善，但是為下一步提供了充足的信息。第二步是將以上信息交由三維動畫師，他們利用3D 場景信息來指導如何放置3D 物體，攝影機運動數據被用于匹配虛擬攝影機，從而渲染出與實拍素材中不斷變換的攝影機視角相同的三維畫面。如果第一步得到的信息嚴重不足，那么三維物體就會看起來脫離地面、旋轉晃動，而非堅實地附著在地面上。等到所有的三維元素被渲染以后，CGI 元素與實拍素材由數字合成師調色和合成。當然了，合成師也需要修正CGI 元素或試排素材中一些大大小小的不匹配的問題。有兩種應用運動匹配的情況，一是實拍動作置身于CGI 環境（如圖1-3 所示），二是CGI 元素置入實拍環境，比如紐約市里的金剛。無論是哪種方式，運動匹配都是數字特效帶給我們的一個奇跡。

1.2 視效合成

下面我們來看一下不依賴CGI 技術而是用現代合成軟件獨立完成的各種視覺特效的應用程序。隨著合成軟件和算法的不斷發展，數字合成師獲得了需要從技術和藝術層面掌握的更多能力。

1.2.1　藍幕合成

拍攝中經常會遇到無法將演員放在場景中的情況，這可能是因為制作費用昂貴、場景非常危險，或者根本無法執行。因此，你會選擇在一個低廉、安全的場景中拍攝演員，然后合成到昂貴、危險或者匪夷所思的真實環境中。演員會在藍色背景前拍攝，以便計算機將角色從背景色中分離出來，從而合成到真實背景中，如圖1-4 所示。藍幕合成給CGI 合成帶來了完全不同的挑戰，因為合成師必須首先創建出高質量的蒙版以便把演員從背景中分離出來，這個蒙版用來合成圖像。但如果是CGI 圖像，那么這個蒙版是在生成圖像時自動完成的。背景色也可以是綠幕，這時就稱為綠幕合成，但是原理是一樣的：通過計算機來決定每一幀畫面中哪里是背景色，依此生成蒙版從而把演員（也可以是宇宙飛船、動物、耀眼的消費品或是無論什么）合成到背景中。藍幕合成既有藝術也有技術層面的挑戰，因為生成好的蒙版并不容易，而且前景的元素并不總是看起來與背景匹配，因此需要合成師做大量的調色工作等才能與背景很好的融合。

1.2.2　運動跟蹤

運動跟蹤相比運動匹配來說有點小巫見大巫。因為后者需要跟蹤畫面中成百上千的像素，并構建出三維模型和虛擬攝影機的運動數據，而運動跟蹤通常僅跟蹤少量的點，只是把一幅二維圖像合成到另一幅二維圖像之上。假設你需要將一個公司的logo 合成到另一幅畫面上的超音速戰斗機的機翼上，如圖1-5所示。運動跟蹤程序會鎖定機翼上的關鍵點，并在整個鏡頭的長度中保持跟蹤。這組二維跟蹤數據被用于logo，從而使它在合成后與機翼保持完美同步運動。但是，即使logo 被很好地匹配而且在鏡頭中也不需改變亮度，合成師仍要為實現照片般真實解決不少問題。除此以外，運動跟蹤還有很多應用。最常見的例子之一是顯示器畫面替換，即運動跟蹤并替換掉顯示器或者電視屏幕上的畫面。再比如，在一個攝影機有運動的鏡頭中，數字接景畫面也需要運動跟蹤來鎖定到鏡頭中。運動跟蹤還被用于蒙版，創建一個蒙版以分離當前幀中的某些物體，然后使用運動跟蹤讓蒙版在鏡頭中始終在物體之上。總之，只要一幅畫面需要合成到另一幅移動的畫面上，就需要運動跟蹤技術。

1.2.3　包裹變形和形態變形

包裹變形（wrap）是只能用電腦才能完成的視覺魔術之一，它的方式就像把圖片貼在一塊橡膠上，然后按照你想要的方式擠壓拉伸橡膠的某些部分，從而能夠對圖像的內部操作實現任意的變形效果。什么時候會用到包裹變形呢？比如你想將一幅畫面合成到背景之上，但是不能僅僅通過調控畫面的四個頂點來完成。圖1-6 就給出了包裹變形畫面來匹配背景中的曲面上。包裹變形還可以進行動畫處理，從而適合物體表面的變形。形態變形（morph）是包裹變形的綜合運用，它使用了兩次包裹變形和像素溶解，但是我們要等到第八章再來詳細討論形態變形。這里，我們僅展示一下計算機給合成師賦予的魔術手法——把一張臉無縫地變成另外一張。這就是魔術——數字魔術。就像所有的魔術都需要魔術師來完成一樣，數字魔術則需要數字合成師。當今大部分后期合成軟件都含有包裹變形和形態變形工具，即使沒有，也存在獨立的軟件來實現這一功能。

圖1-7演示了一段從畫面A到畫面B 的形態變形。從畫面中不太明顯看出的是，形態變形需要對兩個人在藍幕前拍攝或者采用其他技術（比如roto，即rotoscoping 的縮寫，影像描摹技術）將人物從背景中分離出來，然后進行形態變形，最終的圖像再合成到某個背景之上。

1.2.4　子彈時間鏡頭

自從《駭客帝國》（The Matrix）出現令人震驚的動作停滯、鏡頭環繞主演基努里維斯運動的鏡頭之后，子彈時間鏡頭就被永久收錄進了視覺特效詞典，使用該技術能創造出前所未見的時間停滯的幻覺，絕對超出想象，當然了，除非你是一名數字合成師才不會驚訝，因為它完全是使用合成來完成的，無需CGI 元素。

圖1-8 給出了一個子彈時間鏡頭中的幾幀畫面，它的拍攝方法是，將靜止的攝影機如圖1-9 頂視示意圖所示的位置環繞角色放置，然后使用電子裝置激活拍照，如果這些相機在很短的時間內依次拍照，角色會看起來幾乎沒有動。如果是在幾分之一秒中完成，角色看起來會在做慢動作。不管使用哪種方式，結果都是一組照片之間視角略微變化的靜態圖像，

因為每個照相機的位置都不同。

現在是合成師的工作了。首先需要處理的是用圖像穩定系統消除連續播放時的跳動現象，因為照相機的位置并非完美，焦點會稍微偏離中心一些。其次，每張照片的曝光度會因相機在焦距、電影膠片（或數字傳感器）的細微差別而略有不同，所以需要調色以確保整組照片互相匹配，從而消除播放時的鏡頭閃爍。

最后一項工作是數字調速（retiming），下面的例子解釋了為什么要這樣做。比如需要拍攝4 秒的鏡頭，每秒有24 幀畫面，這意味著我們需要96（4×24）張照片，但是架設、布置和激活96 臺照相機是相當繁瑣的，我們僅架設48 臺照相機（96 臺的一半），然后調節速度將48 幀畫面延長為96 幀。這項技術就是光流（optical flow，一項數字合成中的“魔術”）。我們將在第七章中詳細學習光流，這里可以做個簡單的定義，它是一種能在相連的幀畫面之間進行完美插值運算得到新幀，從而將鏡頭長度延長的技術。