影視后期合成中平面圖像的三維體現(xiàn)

冷艷萍

摘 要 隨著我國數(shù)字技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，計(jì)算機(jī)開始慢慢進(jìn)入到了影視制作與后期合成工作中，隨著計(jì)算機(jī)的加入，影視后期的各個(gè)環(huán)節(jié)都發(fā)生了非常大的變化，而計(jì)算機(jī)自身的優(yōu)勢也被表現(xiàn)得非常到位。當(dāng)前，各種不同的影視后期軟件都開始向PC上前進(jìn)，即利用計(jì)算機(jī)就可以完成后期的剪輯與合成，從而制作出完整的影視作品。在影視后期合成工作中，其三維動畫的制作是非常重要的，因?yàn)橹谱鞯轿坏娜S動畫可以呈現(xiàn)出“以假亂真”的效果，同時(shí)也能夠給人帶來一種更震撼的視覺體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 影視后期合成；平面圖像；3D合成功能；三維圖像

中圖分類號 G2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-0360（2018）16-0032-02

在人的所有感官當(dāng)中，只有視覺和聽覺屬于是“認(rèn)識性感官”，而這里所說的“認(rèn)識性感官”是指視聽與其他感官形態(tài)上的不同。隨著數(shù)字時(shí)代的到來，感官意識的發(fā)展也開始有了明顯的進(jìn)步，相信未來的社會也將會變成一個(gè)視像化生產(chǎn)地時(shí)代。當(dāng)前，在大部分的影像制作中，其影視后期都完成了很多人們無法想象或是無法實(shí)現(xiàn)的場景，即模擬的技術(shù)開始變得越來越真實(shí)，甚至非常難以分辨真假，同時(shí)也為電影帶來了更多的空間與可能?，F(xiàn)階段的影視后期合成開始制作出越來越多“真實(shí)”的場景，但傳統(tǒng)的手繪二維動畫也依然占領(lǐng)著重要地位，盡管手繪平面圖像看起來會粗糙一些，但自身的魅力卻是不能阻擋的。

1 平面圖像三維技術(shù)的發(fā)展歷程

早在20世紀(jì)的70年代，大部分專家學(xué)者便開始研究如何從二維平面圖像中獲取到三維信息。但因?yàn)槭艿疆?dāng)時(shí)條件的約束，人們對于平面圖像的理解也不是很深入，能夠保障研究工作與各類計(jì)算機(jī)工具運(yùn)作的條件也非常有限，所以研究人員就只能通過幾何光學(xué)的理論來預(yù)估三維物體的各項(xiàng)屬性，而整體的計(jì)算也主要以人工來展開[1]。在進(jìn)入到80年代之后，圖像的處理與收集開始向著數(shù)字化方向發(fā)展，而圖像處理也開始運(yùn)用起一些高級的數(shù)學(xué)工具，但當(dāng)時(shí)的軟件研發(fā)還處于起步階段，因此需要大量的人工干預(yù)才能實(shí)現(xiàn)。隨著90年代的到來，數(shù)字圖像處理的算法與理論變得越來越健全，相關(guān)的研究工作也開始得到計(jì)算機(jī)的幫助，其圖像分析工作也開始變得自動化，這時(shí)的研究人員已經(jīng)基本建立了三維模型軟件。當(dāng)進(jìn)入到21世紀(jì)之后，圖像技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的發(fā)展速度變得越來越快，各類不同的計(jì)算方法、處理方法層出不窮，無形之中也提高了計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力。而三維技術(shù)也開始正式進(jìn)入了發(fā)展階段，其不管在理論上還是應(yīng)用層面都呈現(xiàn)出了不同的意義和作用，并且整體的精準(zhǔn)度也有了明顯的提升，其自身的影響力可以說是非常大的。

2 基于平面圖像為基礎(chǔ)的三維重建技術(shù)原理

近些年我國基于平面圖像的三維重建技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注，該技術(shù)可以從攝影機(jī)多角度所拍攝的照片中提取出目標(biāo)特征信息，然后利用匹配技術(shù)來獲取到不同照片之間的關(guān)聯(lián)信息，利用簡化的相機(jī)物理模型等類似的恢復(fù)相機(jī)來拍攝空間位置矩陣，最后通過密集匹配技術(shù)來恢復(fù)目標(biāo)物體的空間深度信息，從而形成三維空間密集點(diǎn)云。使用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)可以讓三維點(diǎn)云變成多邊形網(wǎng)絡(luò)，然后通過表面修復(fù)、自動分配等相關(guān)的后期技術(shù)來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)三維模型建設(shè)。平面圖像的三維重建技術(shù)軟件的特征是非常明顯的，并且其原理也很復(fù)雜深入，這并不是普通技術(shù)人員能夠掌握的。但隨著科研人員的不斷努力，當(dāng)前全自動、半自動軟件也開始進(jìn)入到人們的視野，而復(fù)雜的操作流程也已經(jīng)被簡化的智能圖形窗口所替代。

全流程自動三維重建軟件有123D Catch、Recap、Pix4d等，半自動三維重建軟件有VisualSFM、Meshlab等[2]。但在眾多的全自動三維重建軟件中，最具代表性的是法國團(tuán)隊(duì)研發(fā)的Context Capture和俄羅斯研發(fā)的Photoscan，因?yàn)樗麄兒喕舜蟛糠值膶I(yè)參數(shù)設(shè)置，從而讓圖片到模型能夠?qū)崿F(xiàn)一條龍服務(wù)。Photoscan的操作界面非常簡單，并且也很容易上手，整個(gè)操作步驟也不復(fù)雜，但缺點(diǎn)是相機(jī)在標(biāo)定階段時(shí)非常容易出現(xiàn)計(jì)算錯誤，這是需要高度重視的地方，同時(shí)也需要進(jìn)行反復(fù)的核對。Context Capture在操作上也非常的簡單，與相似類型的設(shè)備相比會更專業(yè)一些，其重建的效果也是最好的。

上述兩者都支持不同格式的導(dǎo)出或?qū)耄⑶乙材軐?shí)現(xiàn)第三方軟件的數(shù)據(jù)優(yōu)化，與傳統(tǒng)的三維建模技術(shù)相比，其優(yōu)勢表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

第一，不受物體形狀、外觀、尺寸、地區(qū)等方面的約束。

第二，使用的要求非常低，就算是沒有經(jīng)驗(yàn)的使用者也能在短時(shí)間內(nèi)上手。

第三，可以實(shí)現(xiàn)半自動或全自動，也可以同時(shí)處理多項(xiàng)三維任務(wù)。

第四，對硬件的要求非常低，甚至手機(jī)都可以當(dāng)成是輸入設(shè)備，并且整體的運(yùn)作速度也是非?？斓?，通常幾天就能達(dá)到效果。

第五，針對一些特殊的重建過程，對拍攝的素材可以進(jìn)行反復(fù)使用，當(dāng)然也可以把新素材添加到任務(wù)當(dāng)中，從而提升三維重建物體的精準(zhǔn)度。

3 影視后期合成中三維虛擬場景的構(gòu)建

1）三維虛擬空間能否替代傳統(tǒng)手繪畫面?，F(xiàn)如今利用數(shù)字技術(shù)來打造三維虛擬空間的案例變得越來越多，而當(dāng)人們都沉浸在這樣的環(huán)境里時(shí)，其是否開始尋找一種形式上的回歸。不難發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的手繪平面圖像可以營造出一種形式上的美感，即利用線條、技巧、筆風(fēng)等因素來給予人一種特殊的感受，雖然它不是自然環(huán)境中的真實(shí)色彩，但卻讓色彩實(shí)現(xiàn)了自由[3]。另外，手繪平面圖像不僅僅是裝飾的效果，其可以直接顯示出人的力量，讓構(gòu)圖、線條、色彩等內(nèi)容都能表達(dá)出審美的意義。例如：法國知名電影《美麗的三重奏》中就有這樣的場景，即人們被唯美的手繪線條所打動。因此可以這樣認(rèn)為，即使未來的三維技術(shù)再發(fā)達(dá)，其也無法替代傳統(tǒng)手繪形式所呈現(xiàn)出的效果與畫面。

2）利用手繪的平面圖像來構(gòu)建虛擬場景。傳統(tǒng)的手繪平面圖像具備一定的美感與藝術(shù)力量，甚至還能表達(dá)出不同的審美意義，但在實(shí)際的影視后期合成中，其并不能承擔(dān)起構(gòu)建具有三維空間感覺的虛擬場景，甚至可以說是無法實(shí)現(xiàn)這樣的場景設(shè)置。當(dāng)前我國的大部分的后期合成軟件都具備了三維合成功能，也就是把制作完成的平面圖像導(dǎo)入到后期合成中，然后進(jìn)行三維空間的位置調(diào)整，最后便能實(shí)現(xiàn)虛擬三維場景空間的建立。例如：當(dāng)前得到人們認(rèn)可的合成軟件After Effects（下文簡稱AE），這是由Adobe公司推出的一款專業(yè)后期合成軟件，同時(shí)也是當(dāng)前最受歡迎的一款軟件。因?yàn)樵撥浖邆淞怂械?D合成功能，如實(shí)現(xiàn)平面圖像的三維體現(xiàn)，構(gòu)建三維空間感，虛擬空間等。

4 分析After Effects中的3D合成功能

AE可以把在Illustrator中已經(jīng)編輯好的平面圖像當(dāng)成是素材，然后導(dǎo)入其中進(jìn)行下一步的制作，它除了具備強(qiáng)大的平面圖像合成功能之外，其也可以實(shí)現(xiàn)一定程度上的三維操作，無形之中也提高了圖層3D合成的性能，從而更精準(zhǔn)、更便捷的呈現(xiàn)出圖層之間所存在的關(guān)系。另外，AE三維場景中的合成功能可以讓圖層之間x和y的位置出現(xiàn)明顯差別，甚至還能實(shí)現(xiàn)縱深z上的差異，而不同圖層之間也是可以互相進(jìn)行遮擋的，也能實(shí)現(xiàn)燈光投射操作，目的是為了構(gòu)成圖層之間的投影。

5 結(jié)論

綜上所述，不管是傳統(tǒng)的手繪平面圖像還是當(dāng)前的三維圖像，其都被廣泛的運(yùn)用到影視后期服務(wù)當(dāng)中，目的是為了給人營造出一種視覺上的虛擬空間，從而提升自身的視覺感受。這主要是利用后期合成軟件的三維合成功能來實(shí)現(xiàn)的，即把平面圖像進(jìn)行三維轉(zhuǎn)變，這樣可以把兩者的優(yōu)點(diǎn)都結(jié)合到一起，從而給人帶來一種非常震撼的視覺體驗(yàn)。平面圖像的三維體現(xiàn)可以說是一種非常先進(jìn)的圖像處理技術(shù)，它甚至可以結(jié)合不同的感光技術(shù)來進(jìn)行多傳感器數(shù)據(jù)的融合，所以是非常適用于影視制作的。但我國這方面的技術(shù)并不是很成熟，而整體的研究與使用也都還處于起步階段。

參考文獻(xiàn)

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