深圳影视后期制作技术  

  电影电视媒体已经成为当前最为大众化,最具影响力的媒体型式。从好莱坞电影所创造的幻想世界,到电视新闻所关注的现实生活,到铺天盖地的电视广告,无不深刻地影响着我们的世界。过去,影视节目的制作只是专业人员的工作,似乎还拢罩着一层神秘的面纱。十几年来,数字技术全面进入影视制作过程,计算器逐步取代了许多原有的影视设备,在影视制作的各个环节发挥了很重大的作用。但是直到不久之前,影视制作使用的一直是价格极端昂贵的专业硬件及软件,非专业的人员很难有机会见到这些设备,更不用说熟练掌握这些工具来制作自己的作品了。随着PC性能的显著提升以及价格上的不断降低,影视制作从以前专业等级的硬设备逐渐向PC平台上转移,原先身价极高的专业软件逐步移植到PC平台上,价格也日益大众化。同时影视制作的应用也从专业的电影电视领域扩大到计算机游戏、多媒体、网络、家庭娱乐等更为广阔的领域。许多在这些专业领域的从业人员与大量的影视爱好者们现在都可以利用手中的计算机来制作自己的影视节目。  

  许多人接触到影视节目制作,是从3D计算机动画开始的,直到目前,了解乃至掌握3D计算机动画制作的人员很多,介绍这方面的书籍也不少,而对于影视后期制作,多数人并不太了解,相关的书籍也较少,而且一般也只关心某一软件的操作使用,而对于影视后期制作的基本流程和原理却不甚重视,希望读者能透过本书,不但可以了解和掌握软件的使用,同时也对影视后期制作的整个过程有一个比较全面的了解。  

  1. 影视后期制作概况  

  影视节目的制作是一个相当复杂的过程。由于影视节目本身的多样化,从耗资巨大的电影制作到个人制作的家庭录像带,可以说有天壤之别。虽然这些节目的使用意图,编列的制作预算,投入的人力物力都有很大的区别,但其制作过程却有相当的共同之处,一般来说,影视节目的制作可以分为前期制作,实景拍摄,和后期制作三个主要阶段。  

  前期制作是筹划与准备的阶段,对于电影制作来说,这个过程多半是从剧本开始,然后是制定预算、筹募资金、选定拍摄地点、挑选演员、组成摄影小组等一系列复杂的过程。而对于个人制作者来说,这也许不过是突发奇想,然后拿起自己的摄影机,拍摄周遭环境人物短短数分钟互动的事。  

  拍摄阶段就是利用摄影机记录画面的过程,这时拍摄的素材可以说是构造最终完成片的基石。  

  当主要的拍摄工作完成后,就到了后期制作阶段。传统上这个阶段的主要工作是剪辑,把拍摄阶段得到的散乱素材剪辑成为完整的影片。一般在电影的拍摄过程中,实际拍摄的素材是最终剪辑完成影片长度的数倍甚至数十倍。剪辑师要从大量的素材中挑出最满意的素材并把它们按照适当的方式组织在一起。后期制作还包括声音的制作与合成。一般只有到这个阶段,当多余的素材已经去掉,镜头已经组合串联在一起,画面与声音已经同步,才可以看到影片的全貌。因为影片的大量信息和涵义,并不是包含在某一个镜头的画面中,而正是包含在一连串画面的组合当中,包含在画面与声音的联系中,毫不夸张地说,影视艺术有很大的程度上正是表现在后期制作之中的。  

  传统的电影剪辑是真正的剪接,拍摄所得到的底片经过冲洗,要制作一套工作样片,利用这套样片进行剪辑。剪辑师从大量的样片中挑选需要的镜头,用剪刀将胶片剪裁,再用胶带或胶水把它们黏在一起,然后在剪辑台上观看剪辑的效果,这个剪裁、黏贴的反复过程要不断重复直到最后看当满意的结果。这个过程直到现在仍然很常见,虽然看起来很原始,但这种剪接却是非线性的。剪辑师不必从头到尾顺序地工作,因为他可以随时将样片随时从中间剪裁,插入一个镜头,或者直接剪掉一些画面,都不会影响整个片子。但这种方式对于很多制作技巧是无能为力的。剪辑师无法在两个镜头之间制作一个特效融合的画面,也无法调整画面的色彩,所有这些技巧都只能在冲印过程中完成,同时剪刀和浆糊的手工操作效率也很低。  

  传统的电视编辑则是在剪辑设备上进行的。剪辑设备通常由一台放影机和一台录像机组成,剪辑师通过放影机选择一段适合的素材,然后把它记录到录像机中的磁带上,然后在寻找下一个镜头。此外,高级的剪辑设备还有很强的特效功能,可以制作各种画面的融合与特效过场,可以调整画面的颜色,也可以制作字幕等。但是由于磁带记录画面是顺序的,无法在已有的画面之间插入一个镜头,也无法删除一个镜头,除非把其之后的画面全部重新录制一遍。所以这种编辑叫做线性编辑,它给编辑人员带来了很多限制。  

  我们可以看到传统的剪辑方法虽然各有特点,但又都有很大的局限性,大大减低了剪辑人员的创造力,并使宝贵的时间浪费在烦琐的操作过程当中。基于计算机科技的数字化非线性编辑技术使剪辑的方法得到很大的进步发展的空间。这种技术将素材记录到计算机磁盘中,利用计算机的运算与数据读取与储存进行剪辑的过程。它采用了电影剪辑的非线性模式,但用简单的鼠标及键盘操作替代了剪刀和浆糊式的手工操作,剪辑结果可以马上回放观看,所以大大提升了制作的效率。  

  随着影视制作的迅速发展,后期制作又肩负起了一个非常重要的职责:  

  特效镜头的制作—特效镜头是指拍摄无法直接得到的镜头。早期的影视特效大多是通过模型制作、特殊摄影、光学合成等传统手段完成的,主要在拍摄及冲印的阶段中完成。计算机数字的使用为特效制作提供了更好更多的手段,也使许多过去必须使用模型和摄影技术完成的特效可以透过计算机科技来制作完成,所以更多的特殊效果就成为了后期制作的工作。  

  特效镜头无法拍摄到一般是由于两种原因,一是拍摄对象或环境在现实生活中根本不存在,或者即使存在也不可能拍摄到,例如恐龙或是外星人;二是拍摄的对象和环境虽然在实际生活中存在,但无法同时出现在同一个时空中,例如影片的主角从剧烈的爆炸场景中逃生。  

  对于第一种困难,就必须利用别的东西来模仿拍摄的对象,常用的手段包括制作模型,利用对人的化妆来模仿其它生物以及计算机的3D动画,实际上3D计算机动画也是一种模型,只不是它是存在在计算机中的虚拟模型而已。总之要解决这类问题,需要用一种无中生有的办法。  

  对于第二种困难解决的方法就是合成。既然拍摄的对象都是存在的,就可以单独拍摄他们,然后在分别把拍摄的这些画面合成起来。过去,合成主要依靠特效摄影和冲印时的技巧来完成,但计算机数字合成技术的快速发展使这些方式都相形落伍了。在近年来特效电影的迅速发展,并带动了整个电影工业的成长。计算机数字合成技术与3D计算机动画有很大的差别,它本身不是无中生有的一种技术,而是利用已有的素材画面进行组合,同时可以对画面进行大量的修饰、美化。可以说是一种锦上添花的一种技术。  

  对于电视节目来说,我们经常可以看到这样的画面,画面本身就是由很多没有关联的物体组合而成,显然不是透过拍摄,而是透过合成得以的。例如很多电视片头,广告,MTV等节目就是如此。这时合成的首要逃条件不是真实感,而是纯粹的审美和形式感,但从合成的技术方式来说与拟真的合成没有太大的差别。  

  经由以上的介绍,我们大致总结出影视后期制作的样貌:利用实景拍摄所得到的素材,透过3D计算机动画和合成的技术来制作特效镜头,然后把镜头剪接组合在一起,形成完整的影片,并且为影片制作声音。在以下图中我们可以看到电视数字后期制作的基本流程。目前大部份的电视节目,从广告、片头、MTV、电视剧等都是按这样的工作方式制作出来的。  

  2. 数字合成技术概论  

  提到数字合成技术,恐怕朋友们没有像对3D计算机动画那么熟悉。其实在数字影视技术应用越来越广泛的今天,作为其中一个独立科目的数字合成技术,在影视制作中扮演着丝毫不比3D计算机动画技术逊色的角色。可以毫不夸张地说,数字合成技术是现代影视制作中应用最为广泛的一个数字技术。几乎所有好莱坞现代大制作影片都使用了数字合成技术。  

  为什么大多数人或计算机动画的爱好者对数字合成技术的认识较为肤浅?造成这一个状况的原因是多方面的。首先,数字合成技术的应用非常的广泛,正因为如此,人们在各种影视作品中经常都能看到,反而对其习以为常,而没有去进行深入的思考;其次,即使人们注意到一些非常精彩的计算机特效画面,而吸引我们大部份注意力的,往往又是画面中的3D计算机动画的部份,却忽略其中数字合成技术所扮演吃重角色的部份。  

  人们看到侏罗纪公园、星际大战、黑客帝国等电影时,一般都会对其中的计算机特效画面叹为观止,有心的观众又会对其中的计算机3D特效做出自己的评论或想象,而很少会有人能考虑到3D计算机动画所做出的恐龙、外星人等等角色是如何在真实的场景中进行表演的。而数字合成技术正是能解决这一问题的有力工具。此外,还有很多人们看不到的特效,如阿甘正传中的阿甘与肯尼迪总统握手的画面,计算机特效在这样画面中的应用更不容易引起人们的注意,但只有透过数字合成技术的应用(计算机3D技术对这种画面的处理也经常无能为力),我们才能看到这些精彩且不可思议的画面。  

  这些美国好莱坞的电影与我们一般人相距太远,无论其制作所用的硬件及软件,还是制作人员的经验水平恐怕都是一般人难以迄及的。既然如此,让我们回到最为普通而熟悉的电视上吧。大家在电视中经常看到的电视片头、MTV、广告片等大都用到了数字合成的技术,只是粗心的我们很少对其做出深入仔细的思考罢了。虽然数字合成技术所使用的硬件及软件工具多种多样,性能与操作方法也各不相同,但是殊途同路,合成的基本概念与方法都是一致的,合成的经验取得及制作能力也是一个由浅入深,由低到高的一个循序渐进的过程,大部份的一般人完全有可能透过现有各种较为方便的数字合成工具的使用和训练,逐渐掌握数字合成技术的本质和精髓,进而成为经验丰富、技术高超的制作人员,随心所欲地做出各样精美的计算机动画特效镜头。  

  3. 数字合成技术的基本概念  

  自从电影电视发明以来,合成技术在影视制作工业的流程中就成为必不可少的一个环节。那么什么是合成?合成技术是指将多种原始素材混合成单一复合画面的处理过程。  

  早期的影像合成技术主要是在胶片、磁带的拍摄过程以及胶片洗印过程中完成的。技术虽然较为落后,但效果也是非常不错。例如画面的重迭与融合等合成的方法与技术都在早期的影片制作中得到广泛的应用。在集传统电影特效技术之大成,代表乔治卢卡斯极其丰富的想象力和导演才能的里程卑式的电影「星际大战」中,我们就可以看到传统合成技术的成功范例。而数字合成技术,相对于传统合成技术而言,则主要是运用先进的计算机图学的原理和方法,将多种素材整合进计算机经过数字化后,利用计算机将其编辑合成为单一图象,然后输出至磁带或胶片上一系统完整的处理过程。  

  在计算机进入图象领域之前有很长的时间,合成技术在影片制作中有着极为广泛的应用,其合成效果也具有很高的水平。这一点从「星际大战」中那些令人眼花缭乱,难以置信的特效画面就可得到充分的证明。而随着计算机处理速度的提高以及计算机图学理论的发展,数字合成技术在影片制作的需求上也有了很广泛的应用。影片艺术工作者在使用计算机进行合成的操作过程中强烈地感受到数字合成技术极大的便利性和多样性,合成作品的效果也比传统合成技术更为精美,更加不可思议,这也成为推动数字合成技术发展的巨大动力。在数字合成技术的发展过程中,又有一挂计算机图学技术方面的专家以极大的热情投入到这一领域中,在技术的发展以及与艺术的结合方面作出了卓越的成绩,在他们的努力之下,我们今天非常幸运地拥有各种强大的数字合成技术与工具,这些工具均包括软件与硬件两大项目。  

  4. 数字合成技术的应用实例  

  如今我们所拥有的名种功能强大的数字合成工具,包括硬件和软件两个领域,如今较为流行的数字合成软件有:PAINT、AFTER EFFECT、MAYA FUSION、FLINT/FLAME/INFERNO等,这些软件的功能都非常地强大,而且在此基础上又有各自独特而擅长的功能,以处理各种不同的合成特效画面‧

  而在硬件方面,以前功能强大的数字合成软件对硬件性能的要求很高,因此大多是运行在高效能图形工作站上,例如SGI的OYNX、OCTANE等,在这些高性能的工作站上有很多专业的数字合成软件,其功能都非常强大。其中最具有代表性的是美国DISCREET LOGIC公司。AUTODESK公司的子公司DISCREET LOGIC是一家著名的专门研发和生产影片后期数字非线性编辑,特效制作系统的专业公司,它提供了一整套非常完善的影片后期数字合成制作工具,它的产品曾多次得到各种奖项,是被世界公认最优秀的制作系统…  

  5. 数字合成的原理  

  合成,可以这样来定义:透过各种操作把两个以上的素材合并为单一的图像。这裹包含着这样的过程:要透过各种操作使来源素材适合用于合成,要透过各种方式使多个素材合并到一起,这个过程既包含着许多的技术和方法,又有许多艺术方面的思维,因此一个专业的合成人员对于合成的过程中在技术和艺术上都要有比较深入的了解。判别合成后的质感的最终标准是人眼,即合成画面看起来正不正确。在这裹一切技术原则最后都要符合这个原则。因为合成的最终目的是让观众用来观看的,而人眼对于画面的真实感有着本能的辨别能力。对于合成人员来说这种能力是至关重要的,他必须比观众更为敏锐,不仅要能查觉出画面是不是有问题,还必须找出问题的原因及解决的方法。没有敏锐的观察力,很难成为优秀的合成人员。  

  以上的定义是针对影像的制作过程,而我们讨论的主要对象是动态影像,单张影像是构成动态影像的基本单位,所以上述定义和以下要谈到的技术原理对于动态刘像都是适用的。  

  6. 数字影像的原理  

  影像是合成处理的基本元素。在现实生活中,它可以指事物在人眼中的表象,也用来指照片等具体化的图家。其基本特点是平面化的,是立体的由三度空间的世界投射到一个二度空间的平面上的结果。我们用于数字合成的图像,一般有三种来源:利用摄影机及照相机实际拍摄得到的画面;人工绘制的画面;由经过计算机图学计算所生成的画面(Computer Generated Images,简称CGI),一般是3D计算机动画软件产生的。CGI和人工绘制的数字画面,本身就存在计算机中,无需数字化的过程,而其它图像的来源都必须经过数字化,才能被计算机所认识,进而用于合成。这种数字化一般有两种方式:扫描,可以利用一般常见的扫描机来扫描照片及绘画等,或利用专门的胶片扫描机将电影胶片扫描到计算机中;另一种是影片撷取,一般是利用影片撷取卡将摄影机或是录像带上的画面与声音的模拟讯号撷取到计算机中。  

  在现实中我们无法把事物划分为最小单位,但在计算机中则必须定义组成图片影像的最小单位,否则计算机就无法记录及计算。图像的构成单位称为图素(Pixel),每一个图素是该图像的基本单位,而每一个图素都有其颜色的表示数值(RGB)。  

  当图素单位定义得足够细超过肉眼能够辨识的能力,我们就不会再看到单独的图素,而只会看到整体的图像。将图像划分为多少的图素,也就是画面的分辨率,是数字影像质量好坏的重要参考依据,划分越细,当然画面的质量越好,但其档案量越大,处理所需的计算量也越大。所以分辨率并非越大越好,而应该根据实际用途的需要来做取舍。在影片制作的领域中,常看到的分辨率如下:  

  用途分辨率单张未压缩档案量  

  网络视讯影片240 X 180120 KB  

  VCD 352 X 240240 KB  

  PAL & NTSC768 X 5761.2 MB  

  35 mm 电影影片2048 X 15369 MB  

  70 mm 电影影片4048 X 307236 MB  

  当我们把图像画分为图素后,接踵而来的问题就是如何表示图素的色彩。从色彩学的原理可以知道,人们能感受到的颜色,基本上可用红(R)、绿(G)、蓝(B)三种色彩按照一定比例混合而得。因此可采用RGB色彩系统来表示颜色,以红、蓝、绿作为基本颜色,即三原色。1表示某种原色在其中达到最大的强度,而0表示该原色在其中完全没有。从0到1之间的中间值表示其在最大强度的百分比。  

  用一个小数来表示原色的强度虽然很准确,但给计算机的储存和计算带来很大的困扰,因为计算机进行整数计算远比小数来得快。所以人们希望用整数来表示颜色,通用的办法就是不用1,而是用一个比较大的整数来表示最下的强度,中间的小数也按比例放大。我们通常把这个数值定为255,因为它刚好是八次方的二进制制数所能表示的最大整数,这样每种原色用八次方的二进制法来记录,而每个图素就需要24位,这时图像的色彩值就被称为8Bit,由于每种原色有256级的强度,因此总共可以表示256*256*25*=16777216种。通常情况下这么多的颜色已经够用了,可以非常逼真地表现出自然界丰富的色彩,但在高质量的电影制作中这么多的色彩变化还是不够细腻,同时还有一个更严重的问题,由于各种数字运算的结果经常需要取得整数的近似值,会导致失去一些精度,所以图像的操作次数一多,画面色彩层次损失就很大,色彩的细腻变化就会失真,这时就得采用更大的色彩深度,比如10位,12位甚至16位。

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