数字影像制作中抠像技术的思考与实践

摘要:该文针对数字影像制作中应用广泛的抠像技术,结合理论到实践分别进行了全面的解释,并通过非线性编辑软件对其中的难点以及应用中具有代表性的问题进行了深入分析,为实现精细抠像提供了可靠的流程和方法。

关键词:抠像;蒙板;Alpha通道;Premiere

The Reflection and Practice of Keying Technology in Digital Video Production

YANG Hua-yong

(Department of Information Engineering, City College, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430083, China)

Abstract: Concerning the wide usage of Keying technology in digital video production, this paper gives a comprehensive explanation of this technology in theory and in practice and presents a thorough analysis of the difficulty and typical problems in practice by analyzing Premiere Pro cs4, which provides a reliable process and method in realizing delicate Keying.

Key words: keying; matte; alpha channel; premiere

在影视制作中,为了增加画面容量、增强画面表现力,大量的镜头要通过后期合成制作。在影视合成过程中经常需要利用数字抠像技术,即是指将所需要的目标,从图像中分离出来,并且能够保持目标的边界细节的丰富及生动不存在视觉感知的变化,把前景画面元素和背景完美的融合在一起之后,合成为一幅新的画面或一个新的镜头,而那一个个层就是一幅幅抠像。

由于计算机技术的飞速发展,数字化影像的抠像合成制作过程也进入了数字化时代,可以通过各种轨道透明方式,进行画面的叠加合成。数字化影像的抠像合成主要分为两种形式:蒙板抠像法和色键抠像法。蒙板抠像法通常使用蒙板将画面的彩色部分与其它部分分离开来,通常以图像蒙板键和轨道蒙板键等特技进行抠像处理。蒙版的作用同Alpha通道是一样的,就是通过一个灰度图像对应像素的灰度值来控制前景画面的透明度,一般来说,蒙版和图像的大小是一样的,蒙版中的每个像索和图像中的每个像素是一一对应的。默认情况下,当蒙版中像素是黑色的,表示图像中与其对应的像素是完全透明的,当蒙版中像素是白色的,表示与其对应的像素是完全显示的,当蒙版中像素的颜色是灰色的,表示对应的像素是半透明色。色键抠像法主要利用影像素材自身高亮的变化或单一底色的特征将画面的彩色部分与其它部分分离开来,通常以亮度抠像键或色度抠像等特技进行抠像处理。

1 Premiere Pro系统中抠像技术的使用

为了把前景画面元素和背景完美的融合在一起,下面重点来讲解这些视频特效的使用。

1.1 Lums Key(亮度抠像键)

亮度抠像非常适合明暗度反差比较大的处理,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。拍摄爆炸、飞溅的火星、烟雾等时常常使用这种办法。使用中一般需要注意三个问题:一是注意前景对背景光亮的影响,如火焰、爆炸等产生光亮会照亮原本是黑色的背景,使其与前景的亮度差异减小,干扰抠像;二不使用逆光照明,逆光光源的颜色叠加了被摄物体边缘处物体的反射光在被物体的轮廓处产生了一圈光晕,产生抠像色边,干扰抠像;三是注意前景本身与背景太近而留下较宽较重的内部阴影,如落在前景上的灯光阴影或爆炸后产生的黑烟挡住了火焰等,这些都会引起意外的干扰以至影响抠像效果。

1.2 色度抠像

色度抠像是应用得最广泛的抠像方法。顾名思义,色度抠像就是利用素材画面里前景信息与背景信息在色度上的差异来进行Alpha通道的提取[1]。蓝屏抠像(Blue Screen Key)和绿屏抠像(Green Screen Key)是色度抠像中最常使用的两种方式,所谓蓝屏抠像技术是指把特定的影像从蓝色背景中抠出,再与其它背景叠加,生成特殊的效果,绿屏抠像原理与之相同。

蓝屏抠像键的基本使用方法如下:

1) 将背景素材:背景.mov拖到时间线vide01轨道中。

2) 再将蓝屏素材:人物.jpg拖到时间线vide02轨道中。

3) 从特效面板选取“图像蒙板键”特效,拖放到vide02轨道中影视素材上,设置相应参数,如图1所示。

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,处理也比较方便[2]。为了便于后期制作时提取通道,进行蓝屏幕拍摄时,有一些问题要注意: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,背景方面应布光均匀、减少反射、不能有褶皱,背景色必须较纯,要尽可能避免背景或光照深浅不一;三是再次抠像问题。由于种种原因,有些素材在拍摄时留下一些遗憾,如背景颜色不干净,光线不匀,人物与背景的阴影等等。这样在后期抠像时出现一些麻烦,但只要仔细地选取色键颜色,反复比较,并用放大镜在样本窗里(Sample)放大,用手形工具拖到各个位置仔细观察,一般也能抠干净。总之,前期拍摄时考虑得越周密,后期制作的效果也越好。

1.3 Image Matte Key(图像蒙板键)

图像蒙版是用一个图像素材作为蒙板,控制另外两个素材的透明叠加效果。蒙版素材的黑色表示透明、白色部分不透明,灰度部分半透明。

图像蒙板键的基本使用方法如下:

1) 先利用PhotoShop设计蒙版图像文件。再将背景素材:背景.mov拖到时间线vide01轨道中,然后将需要添加蒙版的影视素材:人物.jpg 放到时间线vide02轨道中。

2) 从特效面板选取“图像蒙板键”特效,拖放到vide02轨道中影视素材上。

3) 在特效控制面板中,单击“图像蒙板键”区域右侧“■”按钮,弹出的窗口中选择一个灰度图作为蒙版,如图2所示。

图2 图像蒙板示意图

使用中一般需要注意三个问题:一是蒙版图像一般可以直接利用Premiere自带的宇幕制作工具建立相应的蒙板的标题文件,也可以使用Photoshop 建立蒙板,只是需要注意的是要保证蒙板形状和彩色部分形状一致;二是对于视频剪辑在拍摄过程中由于光线问题出现偏色、失色等情况,可以对视频剪辑素材利用色彩校正工具对原有一些缺陷进行修正后再处理,如color corrector(色彩调整器)效果;三是蒙版图像也可是动态Mask。利用Photoshop中对影片特效部分的每一帧画面都进行处理,建立蒙板,最终可以建立一个蒙板图片序列,将这个蒙板序列导入作为虚拟素材,并应用图像蒙板抠像肯定可以实现要求的效果。然而这样在两个软件之间反复切换,步骤过于繁琐,应用起来很不方便。可以采用MotionKey 抠像插件,它安装后会在Premiere的切换窗口中增加Motion Key一项。该切换将可以在Premiere中直接“抠”出物体,并为之建立Alpha 通道,并且可以建立动态蒙板。

1.4 Track Matte Key(轨道蒙板键)

轨道蒙版键蒙板也是应用得最广泛的抠像方法,是Premiere中功能最为强大的蒙版特效。使用该蒙板时,首先要指定一个蒙板轨道,然后用这个轨道上的素材作为蒙板图像来完成与背景的合成效果。轨道蒙版键所指定的蒙版可以是图片,也可以是动态视频,还可以先对这个素材添加其他的特效,再去充当蒙版,由此可以看出轨道蒙版的使用是非常灵活的。

下面我们介绍“运动马赛克效果”例子,来充分反映轨道蒙版特点。

这个效果在影像作品中经常可以看到.当画面中某个人物的面孔不希望被看清时,我们可以给这个人物的头部加上马赛克效果,并且当人物头像在画面中移动时,马赛克的区域也会跟随着一起运动,如图3所示。

轨道蒙版的基本使用方法如下:

1) 将需要添加蒙版的素材:背景.mov拖放到时间线的Vide01轨和Vide02轨轨道中,再将蒙版素材放到Vide03轨道中,将两段素材和蒙版素材的开始时间和结束时间对齐。

2) 从特效面板选取“马赛克”特效,拖放到vide02轨道中的素材上。

3) 为vide02轨道中的素材添加轨道蒙版特效,在特效控制面板的 “轨道蒙板键”参数设置中,将“蒙板”选项改为Vide03,将“合成使用”选项改为“蒙板亮度”,这样就可以看到效果了。

4) 为了保证人物头像在画面中移动时,马赛克的区域也必须跟随着一起运动,在特效控制面板通过设定蒙版的位置关键帧,可使蒙版中的圆形区域在整个动画播放期间一直和人物头部重合。

使用中一般需要注意三个问题:一是轨道蒙版与图像蒙版的工作原理相同,但它们的主要表达方式不同,图像蒙版只是为了合成多个画面,轨道蒙版更多的是表现蒙版的运动与变形[3];二是蒙版的绘制水平将直接影响轨道蒙版的最终效果,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Matte图像观察较为直观,Matte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;三是复杂运动场景抠像需要制作动态蒙版。动态蒙版抠像的缺点是如果被抠的对象运动幅度很大,边沿会很模糊,蒙版形状也就很难精确绘制了。

1.5 Difference Matte Key(差异蒙板键)

差异蒙板键效果可以通过对比指定的静止图像和素材片段,除去素材片段中静止图像相对应的部分区域。这种蒙板效果可以用来去除静态背景,并替换以其它的静态或动态的背景画面。可以通过输出未包含动态主体的静态场景中的一帧作为蒙板。

其它与抠像有关的特效由于使用相对简单、应用范围较小,本文不再论述。

2 结论

抠像是一个很复杂的技术实现流程,抠像结果的好坏决不仅仅依赖于对抠像工具的选取,必须根据最终所要实现的效果的特点选择有针对性地抠像方式,然后合理安排抠像流程中的每一个环节甚至包括素材的拍摄获取及最终的颜色控制,这样才能得到最精细的抠像结果及最高的工作效率, 来实现自己的创意。

参考文献:

[1] 尹敬齐.premiere pro cs3影视制作[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2] 孙墀,黄庆桌.非虚拟演播室环境下色键抠像需注意要点[J].广东技术师范学院学报,2008(12):95-98.

[3] 相世界,张锋,陈月娟.premiere pro cs3视频编辑标准教材[M].北京:兵器工业出版社,2008.