影视合成技术及软件系统学习纲要.docx
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影视合成技术及软件系统学习纲要
影视合成技术及软件系统学习纲要
第一课合成基础
一、什么是合成
合成技术就是将多种素材混合成单一复合画面的技术处理过程。
合成技术包括：
画面的叠加画面的艺术加工。
合成包括：
传统的影片合成，动画；遮罩和抠像；校色；跟踪。
特效合成，滤镜；粒子；绘画及字幕。
二、数字合成的意义
三、合成环节的任务
合成画面的叠加处理，颜色计算，如合成模式、透明度
动画使画面在合成空间运动
校色调整画面的色调
抠像提取部分画面，如遮罩、蒙版、键控
跟踪稳定不同素材获得一致的运动
特效产生素材所没有的效果，如变形、模糊、烟火、爆炸等
3D运动在3维空间中进行合成
Paint和字幕画面制作
四、什么是视频标准
视频是由静态图象组成的序列。
单张的静态图象称为“帧”，视频标准定义了帧的尺寸和播放速率等。
NTSC制式：
760*480像素，29.7帧/秒。
PAL制式：
720*576像素，25帧/秒。
五、主要视频文件格式
AVI格式Microsoft公司
MOV格式Apple公司，QuickTime
MPEG/MPG/DAT格式国际标准化组织
rm/rmvbRealNetworks公司的流式视频格式
ASF格式Microsoft公司的流式视频格式
六、什么是压缩编码
视频需要按一定的算法进行压缩存储，未压缩的视频，需要非常大的存储。
压缩算法对一帧画面上的重复信息及帧之间的冗余进行计算，达到减低数据量的目的。
Codec编码解码器，用于把视频编码成一种特定格式。
流行的编码/解码器有：
MPEG2,MPEG-4,Indeo,DivX,QuickTime等。
种类达上百种。
七、色彩模式
什么是RGB模式，HSB模式
八、什么是场（Field）
场是为了适应电视的隔行扫描技术。
电视上，奇数行为一个图片，偶数行为一个图片，做为两种信号分别发送给两个电子枪，从2个方向扫描。
和计算机显示器的显示方式不同。
九、层合成方式下工作区的组织结构
Combustion用树型关系管理众多的合成材料。
各节点可以是分支、图层、特效、素材。
素材是在最底层、分支在最上层。
素材Footage：
原始文件
操作Operator：
作用在素材上，实施颜色变换。
Operator也可以作用在其它位置上。
图层Layer：
有2种来源的图层。
一个素材，经过一系列操作变换的结果。
图层也可以不由素材产生，如Paint层。
图层可以进行运动。
合成Composite：
多个图层复合后产生的影片。
组织关系：
素材节点只能在最底层
操作节点各种滤镜，可在任何位置
图层节点在合成图象的下面
合成图象在图层上面
素材库工作区中，素材均放在一起。
十、什么是视图模式
视图模式就是视图区的观看方式。
在视图区右键菜单中可以选择观看角度：
透视图Perspective、摄像机视图Camera、层视图、对象视图、前视图、后视图、左视图、右视图，使用这些视图看法，可以在不同的方向和角度观察图像、调整视图的合成效果。
主要的两种：
：
空间的，可以用toolbar中的工具按钮改变方位。
：
摄像机方向。
十一、什么是通道模式viewmode
选择视图所显示的通道，如redalpha
十二、图层的合成模式及意义
合成模式用来指定当前层与下一层的合成方法，不同的合成模式会产生不同的合成效果。
如：
Normal：
一般模式，前层不受后层的影响。
Dissolve：
溶解模式，将下面图层中的像素随机地融合到当前图层中。
Add：
相加模式，将下面图层中的像素的颜色值和当前图层的颜色值相加产生新的颜色。
画面会变得更亮。
Subtract：
相减模式，将下面图层中的像素的颜色值和当前图层的颜色值相减产生新的颜色。
画面会变得更暗。
Multiply：
相乘模式，将下面图层中的像素的颜色值和当前图层的颜色值相乘产生新的颜色，超出255的颜色值被自动裁减掉。
画面会变得更暗。
Screen：
屏幕模式，与相乘模式的效果相反，将下面图层中较亮的像素和当前图层较亮的像素合成在一起。
本质上，合成模式是计算2个层的颜色，产生合成后的颜色。
十三、什么是图层？
十四、图层关联
父化图层、铰链图层、目标图层
十五、什么是嵌套图层，什么是Null图层？
十六、如何合成一个立方体？
十七、修改影片参数的方法，如制式、持续时间等？
十八、图层的显示方式有哪些？
第二课关键帧动画
一、什么是关键帧动画？
图层内所包含的参数都可以设置为随时间变化，形成动画。
我们使用关键帧动画。
所谓关键帧，就是在该时间上对图层的某些属性参数进行了人为设置的帧，有了这些设置，在该帧的位置上属性参数取值会和其它帧有所不同。
在两个关键帧之间，属性参数按某种曲线形式进行变化，计算由计算机来完成。
关键帧对图层的位置、大小等参数进行手动设置的帧。
运动路径关键帧和关键帧之间的运动轨迹。
内插值关键帧和关键帧之间的曲线模式。
外插值关键帧之外的曲线模式（如果需要）。
图层的进出时间定义图层的有效范围，即开始出现的时间和结束时间。
二、如何建立关键帧动画？
位置参数的关键帧曲线，可以在视图上显示，可以直接进行操作。
其他参数的关键帧曲线，只能在TimeLines面板上进行。
有关关键帧路径的功能，都集中在时间布局板（TimeLine）中，在视窗上的操作仅能完成部分功能。
在控制板中选择TimeLine页，即进入时间布局板。
在时间布局板中可以创建关键帧，调节动画曲线的形状，或改变素材的持续时间，所有类型的动画均可以在时间布局板进行编辑和调整。
三、如何改变图层的持续时间和播放位置
拖动水平条
可以改变图层在合成中的时间位置，即开始出现的时间和消失的时间，见图5-14。
拖动其中间可以改变位置，拖动其两个端点可以改变长度。
进行图中的调整后，在合成时，将先播放第二个图层，然后第二个图层消失，开始播放第一个图层。
四、在合成中使用灯光效果
合成中可以使用多个灯光。
灯光不仅能够产生阴影效果，还能够产生反射、折射等效果。
启用灯光
缺省情况下，系统不在场景中显示灯光、投影、反射等效果，需要进行适当的设置以启动灯光。
选择合成分支，使其成为当前选定的对象，打开其控制面板中的Settings面板，在RenderEffects中选择：
Shading：
使灯光有效。
Shadows：
使阴影有效。
Reflections：
使图层反射有效。
五、有哪些灯光类型
在Combustion中，灯光分为四种类型，分别是Distant（远光灯）、Point（点光灯）、Spot（聚光灯），环境光。
六、调整摄像机
默认情况下，摄像机的在（0,0,-681）位置上机视线的方向为Z轴正向。
我们可以调整摄像机的位置，从而改变视窗的画面。
通常有三种方法可以用来调整摄像机位置。
1在任何视图看法情况下，直接在Composite的Transform面板中调整Position和Rotation参数。
2选择透视图，在工具面板（Toolbar）中选择平移工具
，然后到视图区使用鼠标去拖拽摄像机，改变其位置。
在工具面板（Toolbar）中选择转动工具
，然后到视图区使用鼠标去拖拽摄像机，改变其方向。
3选择摄像机视图，在工具面板（Toolbar）中选择平移工具
，然后到视图区使用鼠标在任何位置上按住并拖动，可以改变摄像机位置。
在工具面板（Toolbar）中选择转动工具
，然后到视图区使用鼠标在任何位置上按住并拖动，可以改变摄像机的方向。
这种方法的优点是能够直接看到调整摄像机位置或方向所带来的效果。
七、合成中可以有几个摄像机？
第三课Alpha通道、遮罩、抠像
一、什么是Alpha通道，它在合成中的意义
是像素的一个属性值，用字节来保存。
定义该像素的透明度，即在合成时，采用的颜色为
R*Alpha、G*Alpha、B*Alpha
Font*Alpha+Back*（1-Alpha）
当Alpha=0，没有颜色
Alpha=1，使用原始颜色
二、产生Alpha通道的方法有哪些？
素材自身带的Alpha通道。
PhotoShop及3Dmax的输出可以包括Alpha通道。
模板层
蒙板
绘制遮罩（Mask），手工多边形绘制区域。
键控（Keying），将具有某颜色的区域除掉。
差别抠像
三、模板
图层A使用图层B的某一通道，作为自己的Alpha通道。
方法：
设置层属性，Surface-StencilLayer
可以使用图层B的Alpha通道和亮度通道。
特点：
可以用一个黑白图片做Alpha通道
四、蒙板
图层A使用图层B的某一通道，作为自己的Alpha通道。
方法：
使用滤镜SetMatte
可以使用图层B的R、G、B、Alpha、色泽、饱和度、亮度等通道。
五、利用蒙板实现画面穿插效果
图层排列为树木
树木的黑白蒙板（做Alpha）（保留部分树木）
蜥蜴
树木
六、遮罩（Mask）
遮罩采用手绘封闭图形的方法来定义图层的透明区域，封闭图形内是不透明区。
实质是采用手工抠像的方法
遮罩是一个封闭多边形区域，在区域内Alpha=1，在区域外Alpha=0。
●遮罩是滤镜。
●遮罩周围包括多个控制点，因此可以调整形状或制作动画
●遮罩可以由多个遮罩组合，集合运算：
Add\Sub\Insetsect\Replace
●遮罩边界可以设置羽化Feather
●遮罩边界可以设置渐变，In\Out
七、键控Keying
当需要除去的部分（即使得alpha=0）有一致的颜色特征时，可以用这个方法分离画面。
键控是电影中的传统技术，主要用于蓝屏拍摄情况，DiscreetKeyer是实现键控功能的滤镜。
最理想的情况，是需要键出的部分，颜色完全一致。
实际问题是颜色不会完全一致及蓝边问题。
键控Keying所产生的Alpha通道称为蒙板Matte
DiscreetKey的主要功能
●能够处理有色差的背景，为了减去背景，允许选择不同的颜色方案定义背景色
●能够处理边缘的过渡
●能够调节前景的亮度，使它适合于合成
八、什么是差别抠像
第四课颜色校正
一、颜色校正的意义
●对素材拍摄导致的颜色偏差进行校色
●多画面合成时进行校色
●为了艺术效果进行校色
二、颜色校正中对画面的区分
颜色通道：
颜色校正使用RGB或HSL（色泽、饱和度、对比度）
Master主体区域，颜色通道的全部范围
Shadow暗区，颜色值在0-85
Midtones中色调区，颜色值在86-170
Highlight亮区，颜色值在171-255
Gamma伽玛值，中色调区的影响系数
Gain增益值，高亮区的影响系数
OffSet偏移值，所有区域的影响系数
颜色校正的目标：
对某通道、某范围的颜色值进行增减。
达到调节颜色的目的。
三、创建颜色校正
1为素材创建颜色校正操作，只影响该图层
2为合成创建颜色校正操作，影响整个影片
Operators--DiscreetColorCorretor
Combustion包括了多种颜色校正工具，以DiscreetColorCorrector工具为主，是功能最完整的。
DiscreetColorCorrector中包括了Color、Basic等不同的方法，其中最直观的是Color，色轮校正。
四、图像调整的基本技术
1．灰度调整
包括亮度和RGB通道。
灰度是该通道值的大小。
在Histogram功能里，上下2个滑块确定了输入输出的范围。
结果是输入范围内的值投影到输出范围内的值。
如输入为100-200，输出为10-100，意味着亮度100调整为10，200调整为100，而100-200之外的亮度被放弃。
2．阶调层次的调整
一般来说，图像的层次可大致分为高光、暗调和中间调三个部分。
而层次调整的目的，便是使复制出的图像中，该亮的部分亮起来，该暗的部分暗下去，而将不必要的层次删去，使得画面层次分明。
在Color、Histogram、Basics几个校色功能中，都能够按Master主体区域，Shadow暗区，Midtones中色调区，Highlight亮区，分别进行调整。
Ranges功能中，则允许查看、重新定义区域的范围。
3．颜色调整
颜色调整是图像调节中非常重要的内容。
一般来说，对图像的颜色调整可以分为整体颜色校正和局部颜色改变两个方面进行。
在Color、Basics、Curve功能里，都能够进行整体颜色校正。
其中Color在HSL空间进行，色轮部分进行Hue的调整，即颜色。
Curve是颜色值的输入输出曲线，能够进行局部，即某区间颜色的调整。
4．清晰度的调整
清晰度是指图像局部细节的表现程度，或者说是图像局部细节的反差。
通常图像中局部细节的反差高，清晰度就好，例如在人像复制时，如果一根根头发都清晰可见，显然图像非常精细；而图像细节的反差小，则会显得比较模糊。
清晰度调整一般可以在Color里通过调整饱和度、对比度（SaturateContrast）实现。
也可以在Histogram减少输入范围来实现。
5．色调一致
协调两图层之间的色调，在Basics卡中通过采样实现。
平均一个画面的颜色，使用Equalize校色滤镜。
第五课绘画和字幕
一、Paint的功能
是一个交互式的基于矢量的绘画和动画制作程序功能，可以
●在图层上进行绘画
●为绘画建立时间动画
●为绘画添加特效
●制作特效字幕
二、如何建立Paint
三、Paint层、Paint操作、图形间的关系？
四、画笔模式有哪些？
说明Reveal的作用
五、如何为图形增加滤镜和动画？
六、创建文字
可以用以下方式进行
●创建单独的文本层。
使用newlayer--text
●在Paint中使用文字工具。
●在已有的图层上加文本操作。
Operators—text，可以和原图层一起运动。
七、如何设置曲线路径字幕？
有哪些控制参数？
第六课滤镜特效
一、滤镜可以加在哪些合成元素上？
二、什么是选区？
选区是图层上的一个范围。
选区操作可以确定一个范围，使滤镜特效只在这个范围中有效。
例如使用一个矩形选区后，下面的滤镜只作用在这个选区中。
选区的确定有3种方式：
1利用本图层的通道来产生，适合于需要选取的范围有明确的颜色特征。
2利用其它图层的通道来产生。
3用绘画的方式来产生。
如果建立了多个选区，相邻的选去可以进行加、减、交等计算，共同确定选区边界。
此外，选区也可以成为动画，沿时间轴变化。
选区类型包括：
通道选择ChannelSelection
手绘选择DrawSelection
第八课跟踪与稳定
一、什么是跟踪
跟踪，就是图层或图层元素，以某个特征参考点，建立运动路径的过程。
使用跟踪技术，可以使目标图层随特征点进行移动、转动、缩放、空间透视运动。
可以为图层建立跟踪，也可以为遮罩和部分滤镜建立跟踪。
二、跟踪的分类：
1单点跟踪：
为目标层的一个点建立跟踪路径，因此只能进行移动。
2二点跟踪：
为目标层的二个点建立跟踪路径，能进行转动和缩放。
3四点跟踪：
为目标层的四个点建立跟踪路径，能进行空间透视运动。
4多点跟踪：
为遮罩等操作建立跟踪路径。
三、跟踪点：
被跟踪图层上的特征点，由内外2个矩形表示。
特征区域：
显示在跟踪点的的内矩形，定义了跟踪特征。
系统记录了这个区域的明亮和形状，在后续帧中用这个特征进行匹配。
追踪区域：
显示在跟踪点的的外矩形，定义了后续帧的搜索范围。
四、运动平稳器的功能
由于拍摄环境的原因，镜头有时会产生“抖动”。
在合成中，利用稳定功能，可以消除这种随机的，小幅的“抖动”，使画面平稳播放。
其工作原理是，对图层设置跟踪点。
利用其特有的特征，计算其相邻帧的位置，根据相邻帧，调整本帧的位置。
稳定仍然是计算图层的运动路径，所产生的结果仍然是关键帧路径，仅仅是计算方法的不同。
如同跟踪技术，跟踪点的设置是稳定效果的关键。
稳定可以设置一个或两个跟踪点，分别叫做单点平稳跟踪和两点平稳跟踪。
单点平稳跟踪只能修正镜头的移动偏差。
两点平稳跟踪可以修正镜头的移动偏差和转动偏差。
稳定可能会产生偏边（如图），这种情况需要对稳定模式进行适当的设置。
五、说明“拉布”效果的制作方法
第九课粒子系统
一、粒子的创建有哪些方式？
●创建单独的粒子分支
●创建粒子图层
●对已有的图层创建粒子操作
二、粒子结构
粒子系统是一种特效发生器，它可以制造大量的小粒子来达到某种特殊的效果，比如烟雾、火焰或者爆炸。
简单的粒子系统只允许设置粒子的一些属性，比如生存时间、重力或者颜色；复杂的粒子系统允许为每个粒子的运动函数编写代码。
一些粒子系统也包含了光线生成器来创建光线或者轨迹。
粒子是由大量微小图片组成的动画群。
其中包括多种类型的图片，称为粒子类型（即图元的类型）。
每种类型下，又能够产生多个小图片，称为单个粒子，也称为图元、颗粒等。
粒子中的每个图元包括一个图片，和一个运动轨迹（运动方程）。
同一类型中的图片和运动是相同的。
因此粒子的形态和运动在类型中进行设置。
每个粒子类型有自己的
●物理特性：
运动速度、方向、质量等
●生命特性：
寿命，即完成运动轨迹所需要的时间，完成后，这个图元即消失。
因此，粒子系统不断地产生颗粒，颗粒按轨迹运动，完成后消失。
从而产生动感的粒子效果。
三、解释：
粒子操作、粒子类型、粒子库、粒子发射器、粒子形状、粒子寿命、粒子速度、粒子数量、粒子挡板、粒子弹力、粒子颜色、粒子尺寸、粒子透明度、发射角度
四、彩球气泡动画效果制作方法
五、粒子环绕效果制作方法
第十课、在合成中使用3dMax素材
一、3D素材的来源
摄像机拍摄的影片均为像素组成的二维素材，只能变化颜色属性（通道）。
尽管合成空间是三维的，但影象仍是二维的，只有使用蒙板才可以看到后面的图象。
计算机的图形工具可以制作三维图形，输出为合成素材时，仍为二维素材。
但，可以在二维影象文件中包含更多的，具有三维特征的属性，合成中可以加以利用，使得素材具有一定的三维特性。
特别是Z-Depth通道，记录了Z坐标信息，使图象有明显的三维特性。
3D素材除了具有RGBA通道，还附加Z-Depth通道等，与渲染有关。
二、利用3D素材进行合成的意义
1能产生三维合成效果，例“结合应用1”
2利用Z-Depth通道可以使光照等特效在图象中产生变化，下图左是原素材。
3能进行有选择地，在素材中修改部分图象，例“e4”
三、RLF、RPF文件的特点
3DMax可以输出RLF和RPF文件其中除了包括通常都具有的颜色通道和Alpha通道，还能够包括G-Buffer通道。
可以选择多种输出的通道，如：
ZDepth场景深度，Z轴即垂直于屏幕平面的轴
MaterialID材质ID
ObjectID对象ID
Color材质颜色
NodeRenderID渲染结点ID
Alpha通道
Transparency透明度
这些通道，可以使得3dMax素材在进入合成软件Combustion时，保留它的三维特征。
四、3D素材如何运用
3d通道需要在特定的滤镜中使用。
在Combustion的3dPost滤镜中利用了其中的部分通道，具体所使用的通道与滤镜效果有关。
五、ShowGbuffer滤镜
使用ShowGbuffer滤镜可以查看通道。
ShowGbuffer滤镜是观察素材中包含的3D通道，了解素材信息。
所得到的通道信息用颜色分布的形式显示在视图中。
ShowGbuffer滤镜参数如下：
NearZ只显示Z值小于这个数值的部分的通道信息，在这个位置的通道信息用白颜色表示。
FarZ只显示Z值大于这个数值的部分的通道信息，在这个位置的通道信息用黑颜色表示。
Type选择要观察的通道类型。
包括Z深度，材质ID等。
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