數(shù)字繪景結(jié)合三維投影的立體空間呈現(xiàn)研究

王玉玨

北京電影學(xué)院美術(shù)學(xué)院,北京 100088

1 數(shù)字繪景概述

數(shù)字繪景 (Matte Painting)是指利用數(shù)字技術(shù),將繪畫(huà)、處理過(guò)的圖像及三維元素等影像內(nèi)容與實(shí)拍鏡頭畫(huà)面合成在一起的影視特技方法。常用于組接畫(huà)面場(chǎng)景、擴(kuò)充畫(huà)面背景、渲染畫(huà)面氣氛等。為了保持與實(shí)拍鏡頭的高度一致,要求繪景的內(nèi)容高度“準(zhǔn)確”,透視、光線、色彩、空間、比例、運(yùn)動(dòng)等完全匹配實(shí)拍畫(huà)面,做到以假亂真。

1.1 數(shù)字繪景的優(yōu)勢(shì)

數(shù)字繪景起源于“遮罩繪景”“玻璃接景”等影視特效手段,現(xiàn)今隨著CG 技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字繪景較之從前發(fā)生了巨大變革,基于計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力,數(shù)字繪景的效果和效率完全淘汰了之前手繪的方式。影視創(chuàng)作中數(shù)字繪景技術(shù)可以突破實(shí)景拍攝的時(shí)空限制,實(shí)現(xiàn)了很多因客觀因素、自然條件的限制無(wú)法完成的場(chǎng)景。還可以解決非現(xiàn)實(shí)空間及假想空間的擴(kuò)充,為創(chuàng)作者提供更廣闊的想象空間。另一方面數(shù)字繪景的應(yīng)用提高了影片的制作效率,節(jié)約了制作成本。

1.2 數(shù)字繪景的問(wèn)題和局限

數(shù)字繪景在電影制作環(huán)節(jié)中主要任務(wù)是完成場(chǎng)景畫(huà)面中背景環(huán)境的塑造,類似早先攝影棚中的“天片”“天幕”,這樣的功能決定了數(shù)字繪景的呈現(xiàn)形態(tài)主要是靜態(tài)的二維圖像。如果將一幅 “圖片”與動(dòng)態(tài)的鏡頭畫(huà)面合成在一起必然會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題:首先是鏡頭運(yùn)動(dòng)匹配的問(wèn)題,攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)取景時(shí)畫(huà)面內(nèi)景物的空間位置會(huì)發(fā)生變化,數(shù)字繪景作為背景需要匹配立體空間中的位移變化。然后是景物、元素本身的立體空間呈現(xiàn)問(wèn)題,數(shù)字繪景作為二維圖像只能依靠畫(huà)面內(nèi)容來(lái)塑造立體感,這樣的立體呈現(xiàn)并不能隨著鏡頭移動(dòng)發(fā)生透視變化而改變。這些問(wèn)題源于數(shù)字繪景的二維屬性與運(yùn)動(dòng)鏡頭立體時(shí)空的矛盾。因此我們常說(shuō)數(shù)字繪景具有 “局限性”,尤其是透視變化幅度較大的鏡頭畫(huà)面。越復(fù)雜的攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)對(duì)數(shù)字繪景產(chǎn)生的變化越難控制,如何解決立體透視問(wèn)題成了關(guān)鍵。

2 數(shù)字繪景的三維投影解決方案

要做到與實(shí)拍鏡頭畫(huà)面的立體空間相匹配,需要把數(shù)字繪景中的二維空間元素三維化,三維投影(Project3D)的合成方案無(wú)疑是很好的選擇之一。通過(guò)投影的方式,把二維圖像投射到三維幾何體上使其具備一定三維屬性,把數(shù)字繪景圖像轉(zhuǎn)化為具有三維屬性的場(chǎng)景,在立體空間中完成鏡頭畫(huà)面的合成工作。

2.1 三維投影原理

三維數(shù)字空間中的投影過(guò)程與現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的投影機(jī)原理非常相似,主要區(qū)別在于三維數(shù)字空間的最終成像依靠數(shù)字?jǐn)z影機(jī)而不是人眼。在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,如果用投影機(jī)把影像投射在立體物體 (成像媒介)上會(huì)產(chǎn)生立體的影像 (圖2)。如果我們把這個(gè)過(guò)程在數(shù)字環(huán)境中進(jìn)行模擬操作,利用數(shù)字投影機(jī)把二維圖像投射到三維幾何體上形成新的影像,再用數(shù)字?jǐn)z影機(jī)拍攝記錄其成像內(nèi)容,形成新的影像結(jié)果。這個(gè)過(guò)程看似是一個(gè)放映再記錄的重復(fù)工作,但是在投影過(guò)程中,成像媒介的形態(tài)不是平面的幕布而是立體的幾何形狀就會(huì)呈現(xiàn)出不一樣的效果。

圖1 數(shù)字繪景在影視創(chuàng)作中應(yīng)用廣泛

圖2 投影到平面與投影到幾何體

數(shù)字環(huán)境與現(xiàn)實(shí)空間的投影成像過(guò)程相似,只是數(shù)字?jǐn)z影機(jī)完成了人眼成像的工作。根據(jù)前文的思路,如果我們把成像介質(zhì)的形態(tài)進(jìn)行變形和拉伸使其成為不規(guī)則的幾何體,相應(yīng)的投影影像也會(huì)被拉伸變形。但是攝影機(jī)和投影機(jī)在相同的角度工作時(shí),不論成像幾何體如何變形,攝影機(jī)的成像結(jié)果依舊保持原本的影像不變形 (圖3)。也就是說(shuō)成像幾何體的形態(tài),不會(huì)影響同軸向數(shù)字?jǐn)z影機(jī)成像的結(jié)果,仍然會(huì)保持?jǐn)?shù)字繪景的圖像原貌。這個(gè)軸向角度也就是這個(gè)鏡頭畫(huà)面的主攝角度。

圖3 當(dāng)投影機(jī)與攝影機(jī)角度相同時(shí)成像不會(huì)發(fā)生拉伸變形

雖然在主攝角度上成像幾何體的形態(tài)不會(huì)改變投射影像的面貌,但是如果離開(kāi)了主攝角度,數(shù)字?jǐn)z影機(jī)產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)或移動(dòng),這時(shí)成像就會(huì)出現(xiàn)空間透視的改變,這個(gè)透視的變化是基于被攝幾何體在三維空間中與攝影機(jī)相對(duì)位置關(guān)系的變化。也就是說(shuō),這個(gè)三維幾何體作為投影成像的載體,在空間中產(chǎn)生了透視變化,相應(yīng)的投影在載體上的成像也發(fā)生了透視變化。綜上所述,雖然數(shù)字繪景作為二維圖像不會(huì)產(chǎn)生立體效果,如果我們根據(jù)圖像中內(nèi)容的造型樣式,在三維空間中制作出匹配的幾何形態(tài),再把數(shù)字繪景圖像投影在這個(gè)幾何體上,這樣就實(shí)現(xiàn)了二維影像的立體轉(zhuǎn)化(圖4)。

圖4 把數(shù)字繪景的影像投影到與之匹配的三維幾何體上

2.2 三維投影實(shí)踐解決方案

不難看出三維投影的基礎(chǔ)邏輯是把二維圖像賦予三維屬性,并在立體空間中與鏡頭畫(huà)面結(jié)合在一起,所以工作重點(diǎn)就是得到鏡頭畫(huà)面的三維空間,并把數(shù)字繪景準(zhǔn)確地合成在其中。

首先在影視鏡頭畫(huà)面中,所有被攝物體在攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生的相對(duì)位移交錯(cuò),產(chǎn)生了場(chǎng)景的空間透視,利用畫(huà)面中的物體位移信息我們可以反向得出拍攝時(shí)攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡,也就是我們常說(shuō)的反求攝影機(jī)(Camera Tracker)。作為關(guān)鍵的一步,其主要作用在于計(jì)算出實(shí)拍攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡和實(shí)拍場(chǎng)景的空間環(huán)境,利用這些數(shù)據(jù)在三維空間中重新構(gòu)建和還原,準(zhǔn)確模擬出實(shí)拍過(guò)程中的物理空間,得到數(shù)字?jǐn)z影機(jī)和數(shù)字三維空間 (Point Cloud)。此步驟是后續(xù)工作的重要基礎(chǔ)(圖5)。

圖5 反求攝影機(jī)得到實(shí)拍現(xiàn)場(chǎng)的空間場(chǎng)景和攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡

通過(guò)反求攝影機(jī)模擬出這個(gè)鏡頭的數(shù)字三維空間,下一步歸納整理這些信息并按照創(chuàng)作需求重新標(biāo)定數(shù)字空間(圖6),標(biāo)定空間原點(diǎn)用來(lái)指定鏡頭畫(huà)面中的主攝區(qū)域,標(biāo)定空間平面用來(lái)指定空間地面,標(biāo)定空間縱深用來(lái)指定鏡頭主要拍攝軸向,標(biāo)定空間距離用來(lái)模擬真實(shí)空間中的物理距離。建立規(guī)范、準(zhǔn)確的三維空間是非常有必要的,為后續(xù)的數(shù)字繪景投影工作創(chuàng)造了優(yōu)秀的合成環(huán)境。

圖6 標(biāo)定三維空間原點(diǎn)、空間平面、空間縱深、空間距離

第二步安置投影機(jī),這一步是三維投影的關(guān)鍵,觀察數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式,判斷移動(dòng)軌跡和軸向變化幅度是否在合理的范圍之內(nèi) (透視角度變化不能太大),找到攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)幅度的最大值和最小值,取中間值作為參考來(lái)設(shè)定投影機(jī)的角度、位置的參數(shù)(一般是鏡頭時(shí)長(zhǎng)的中間幀)。這個(gè)過(guò)程就好比在電影院為了照顧觀眾的視角,放映機(jī)的位置往往會(huì)安放在整個(gè)影院的中間正后方,這樣左右方向、縱深方向都能夠得到最大限度的利用。一般情況下找到攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡的中間位置來(lái)安置投影機(jī) (圖7),但這個(gè)擺放方式不是絕對(duì)正確的,需要根據(jù)畫(huà)面呈現(xiàn)內(nèi)容進(jìn)行靈活調(diào)整。重要的是這一幀畫(huà)面就是數(shù)字繪景的參考關(guān)鍵幀,依據(jù)這個(gè)畫(huà)面完成場(chǎng)景繪制銜接工作。

圖7 根據(jù)攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡,居中設(shè)定投影機(jī)的位置角度

第三步在三維空間中安置幾何體 (成像媒介)并投射影像,其中數(shù)字繪景的內(nèi)容會(huì)根據(jù)鏡頭創(chuàng)作要求進(jìn)行分層繪制,調(diào)整好構(gòu)圖、光線、色彩、氣氛等,對(duì)于畫(huà)面的透視和立體表現(xiàn)需要在繪制過(guò)程中規(guī)劃安排好,比如地平線的位置、縱深比例、近中遠(yuǎn)景的安排。根據(jù)前文思路,數(shù)字繪景的立體呈現(xiàn)除了來(lái)自于圖像內(nèi)容本身,更是取決于投影過(guò)程中作為成像幾何體在三維空間中產(chǎn)生的透視變化。如何在三維空間中安置合適的成像幾何體,既要參考繪景的內(nèi)容,又要基于實(shí)拍鏡頭的三維空間,之前“反求攝影機(jī)”步驟中把真實(shí)空間轉(zhuǎn)化成數(shù)字三維空間,這樣“三維點(diǎn)云”的分布形態(tài)就成為了重要的參考標(biāo)尺。擺放三維幾何體的空間位置首要表現(xiàn)的是縱深關(guān)系,“近大遠(yuǎn)小”在影像上的表現(xiàn)主要是與攝影機(jī)的相對(duì)位移速度不同,近景的位移距離要大于遠(yuǎn)景的位移距離。為了模擬出這種效果,一般會(huì)按照內(nèi)容分成多個(gè)圖層來(lái)展現(xiàn),不同圖層展現(xiàn)的內(nèi)容會(huì)依據(jù)縱深的空間距離來(lái)區(qū)別(前景、中景、遠(yuǎn)景)。依次把每一個(gè)圖層影像分別投影到對(duì)應(yīng)的三維幾何體上,這一步常規(guī)使用的是三維卡片(Card)作為成像介質(zhì),由近及遠(yuǎn)依次排列三張卡片形成整體的縱深關(guān)系。然后是單個(gè)卡片上成像內(nèi)容的前后透視關(guān)系,可以把三維卡片傾斜一定的角度,這樣相對(duì)攝影機(jī)視角單個(gè)三維卡片也產(chǎn)生了近大遠(yuǎn)小的透視變化,高效模擬場(chǎng)景的規(guī)模和走向 (圖8)。參考反求攝影機(jī)步驟時(shí)設(shè)定的距離參數(shù),調(diào)整卡片的面積大小、傾斜角度和空間位置,并結(jié)合實(shí)拍場(chǎng)景內(nèi)容和數(shù)字繪景內(nèi)容靈活調(diào)整。

圖8 利用幾何體卡片快速布局出場(chǎng)景空間,并把數(shù)字繪景投影到幾何體上

最后一步改造投影成像幾何體模型,完成整體空間塑造的工作后,觀察畫(huà)面中數(shù)字繪景部分的透視準(zhǔn)確性,其中遠(yuǎn)景內(nèi)容符合基本的近大遠(yuǎn)小的縱深關(guān)系,基礎(chǔ)的卡片模型可以滿足標(biāo)準(zhǔn),但是中、前景的透視關(guān)系往往會(huì)不盡如人意,畢竟卡片模型過(guò)于簡(jiǎn)單只能表現(xiàn)出基礎(chǔ)的透視效果,為了達(dá)到更真實(shí)的體積透視,需要制作與前景元素匹配的三維模型。以本案為例,根據(jù)前景的山體的造型樣式,在三維軟件中搭建出模型的整體結(jié)構(gòu),由于采用的是三維投影的呈現(xiàn)方式,復(fù)雜細(xì)小的凹凸結(jié)構(gòu)和表面紋理并不需要制作模型,細(xì)節(jié)依靠數(shù)字繪景的影像內(nèi)容來(lái)呈現(xiàn),不僅效果好工作效率也很高。制作模型的重點(diǎn)是呈現(xiàn)物體的結(jié)構(gòu)輪廓來(lái)表現(xiàn)立體透視。然后把這個(gè)三維模型作為投影的成像載體替換之前使用的幾何體卡片,并且重新投影繪景影像,這樣就完成了立體透視準(zhǔn)確的成像方式(圖9)。

圖9 成像幾何體的造型與繪景影像相匹配

三維投影的制作流程環(huán)環(huán)相扣,每個(gè)步驟都互相影響,其中有幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,首先是場(chǎng)景的尺寸比例問(wèn)題,既然要做到準(zhǔn)確的透視效果那么場(chǎng)景中物體比例就不能有太大差異,難點(diǎn)在于制作流程中涉及到三個(gè)空間的比例關(guān)系,首先是實(shí)拍鏡頭的真實(shí)物理空間距離,第二是合成軟件中的三維空間距離,第三是三維軟件中的空間距離,三個(gè)距離尺寸需要做到明確統(tǒng)一,顯然統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)必須是實(shí)拍鏡頭的真實(shí)距離尺寸,這就需要在拍攝現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)量一些距離尺寸,比如明顯標(biāo)識(shí)物體的間距,標(biāo)準(zhǔn)物體的常規(guī)尺寸等,然后把這些測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)用到合成及三維工作流程中 (正如上文 “反求攝影機(jī)”步驟中提到的標(biāo)定場(chǎng)景距離尺寸)。在數(shù)字空間的距離尺寸還原真實(shí)物理距離,然后在合成軟件與三維軟件中協(xié)調(diào)匹配的尺寸標(biāo)準(zhǔn),搭建出相對(duì)準(zhǔn)確的投影空間完成合成工作 (圖10)。第二個(gè)問(wèn)題是,在這個(gè)流程中搭建模型主要依靠作者對(duì)圖像的主觀認(rèn)知,理解畫(huà)面中的透視關(guān)系來(lái)完成制作,會(huì)受到很多主觀因素影響。因此在影視工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,根據(jù)不同鏡頭畫(huà)面的要求,往往特效公司會(huì)收集大量場(chǎng)景環(huán)境的數(shù)據(jù)和圖像素材,比如在拍攝地采集真實(shí)環(huán)境中的三維掃描模型,拍攝地形地貌的圖像素材,針對(duì)各種類型場(chǎng)景,例如:高樓都市、群山大川、冰原沙漠等,收集的三維數(shù)據(jù)和圖像素材分門(mén)別類整合起來(lái)形成數(shù)據(jù)庫(kù),作為數(shù)字資產(chǎn)在之后的工作中高效使用。

圖10 二維數(shù)字繪景圖像通過(guò)三維投影形成立體影像

3 大幅度運(yùn)動(dòng)鏡頭的多種立體解決方案

前文提到數(shù)字繪景局限性的問(wèn)題,主要限制原因還是攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)幅度,運(yùn)動(dòng)幅度越大,透視變化越大,二維圖像越難模擬立體效果。攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)和被攝物體之間發(fā)生角度變化,也就形成了立體透視的變化,三維投影的重點(diǎn)也是模擬這個(gè)立體透視并賦予給二維數(shù)字繪景圖像之上,給觀眾帶來(lái)立體感的錯(cuò)覺(jué)。如果攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軸向變化不大,這個(gè)方案呈現(xiàn)的效果會(huì)非常優(yōu)秀。如果攝影機(jī)在1～2個(gè)軸向上產(chǎn)生了非常大的運(yùn)動(dòng),那么這種模擬三維立體感的方式還是會(huì)穿幫(圖像被拉伸),畢竟數(shù)字繪景是二維圖像,沒(méi)有第三個(gè)體面的內(nèi)容呈現(xiàn)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,可以展開(kāi)幾類常見(jiàn)的影視鏡頭運(yùn)動(dòng)方式來(lái)分析。

3.1 搖動(dòng)鏡頭的三維投影方式

搖鏡頭通常指攝影機(jī)的位置不動(dòng),鏡頭在垂直角度(相對(duì)拍攝方向的垂直方向)發(fā)生旋轉(zhuǎn),這樣的鏡頭畫(huà)面常用來(lái)展現(xiàn)場(chǎng)景周?chē)拇蟓h(huán)境氣氛,或角色與周?chē)h(huán)境的關(guān)系。在用數(shù)字繪景展現(xiàn)周?chē)h(huán)境大全景的過(guò)程中,往往會(huì)遇到畫(huà)幅尺寸不夠大的問(wèn)題,需要采用多個(gè)畫(huà)幅首尾相接分開(kāi)繪制的方式,然后通過(guò)透明通道 (Alpha通道)控制每幅畫(huà)面之間銜接過(guò)渡的部分。在投影數(shù)字繪景內(nèi)容的過(guò)程中,圍繞攝影機(jī)環(huán)繞擺放成像幾何體。例如,站在高點(diǎn)環(huán)繞拍攝周?chē)?80°的風(fēng)景內(nèi)容,形成多張照片組合,我們可以在數(shù)字三維空間中還原這個(gè)過(guò)程,把幾臺(tái)投影機(jī)放在這個(gè)高點(diǎn)位置,周?chē)?80°環(huán)繞擺放三維卡片作為成像媒介,分多個(gè)角度投射這些照片,每幅影像分別投射至成像卡片上,這時(shí)會(huì)出現(xiàn)多個(gè)三維投影節(jié)點(diǎn),需要使用 “合并著色器節(jié)點(diǎn)(Merge Mat)”把這些投影影像結(jié)合在一起。這樣就在三維空間中模仿出真實(shí)環(huán)境中的空間位置,完成環(huán)繞鏡頭投影的基本思路(圖11)。

圖11 環(huán)繞180°投影場(chǎng)景圖像

3.2 移動(dòng)鏡頭的三維投影方案

移動(dòng)鏡頭的運(yùn)動(dòng)方式有很多種,以常用的橫移為例,將攝影機(jī)架設(shè)在軌道上沿水平面做各方向移動(dòng)鏡頭,是很常用的影視拍攝手段,可以動(dòng)態(tài)地把人物和景物交織在一起,產(chǎn)生強(qiáng)烈的節(jié)奏感。與搖鏡頭的情況類似,這樣大幅度的運(yùn)動(dòng)方式,場(chǎng)景會(huì)產(chǎn)生很大的透視變化,需要采用多臺(tái)投影機(jī),分不同角度投影成像的解決方案。例如,中遠(yuǎn)景的樓房作為經(jīng)常出現(xiàn)在數(shù)字繪景中的元素,立體造型可以歸納為立方體,在搖鏡頭或移動(dòng)鏡頭中透視變化較大,樓體的兩個(gè)立面圖像隨著攝影機(jī)的移動(dòng)會(huì)被嚴(yán)重拉伸,為了避免穿幫,需要擺放兩臺(tái)投影機(jī),分別從成角透視的兩個(gè)方向投影每個(gè)面的圖像,這樣可以有效地避免圖像變形拉伸問(wèn)題。除此之外,由于移動(dòng)鏡頭的拍攝范圍跨度相對(duì)較大,繪制場(chǎng)景的面積廣、層次多,需要分開(kāi)多層制作,并且投影成像的幾何體也應(yīng)該分開(kāi)多個(gè)層次制作和使用,前后景層次豐富、交錯(cuò)有序,這樣投影時(shí)可以有效地避免圖像之間混亂重疊、拉伸變形(圖12)。

圖12 橫移距離跨度范圍大,多攝影機(jī)多角度分區(qū)域投影

3.3 推拉鏡頭的三維投影方案

推拉鏡頭指攝影機(jī)沿著拍攝方向做前后運(yùn)動(dòng)。其畫(huà)面效果表現(xiàn)為同一對(duì)象由遠(yuǎn)至近或從一個(gè)對(duì)象到另一個(gè)對(duì)象的變化,使觀眾有視線前后移動(dòng)的感覺(jué)。如果是小范圍的推拉鏡頭呈現(xiàn)的是影像縮放效果,可以應(yīng)用疊加投影的解決方案。例如,攝影機(jī)推進(jìn)的拍攝某個(gè)場(chǎng)景,鏡頭起幅的景別是全景,隨著鏡頭推進(jìn)景別逐漸放大來(lái)到中景,這時(shí)落幅畫(huà)面的投影內(nèi)容會(huì)出現(xiàn)像素不足的問(wèn)題,這就需要針對(duì)放大部分的影像設(shè)置另一臺(tái)投影機(jī)單獨(dú)投影,也就是說(shuō)數(shù)字繪景的內(nèi)容也要放大這個(gè)局部單獨(dú)繪制,才能成像更多細(xì)節(jié),滿足畫(huà)面品質(zhì)。這時(shí)多幅繪景圖像同時(shí)被投放到一個(gè)幾何體上,相互之間的銜接邊界問(wèn)題就凸顯出來(lái),如前文所述 “透明通道”配合“合并著色器節(jié)點(diǎn)(Merge Mat)”的解決方案可以作為基本思路,更重要的是靈活處理兩個(gè)畫(huà)面重疊位置,根據(jù)畫(huà)面的內(nèi)容找到不易穿幫的位置,比如結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)折處、陰影處等作為影像銜接位置比較理想(圖13)。

圖13 分區(qū)域投影解決推拉鏡頭縮放效果

比較難處理的是大范圍的縱深推拉效果,例如,常見(jiàn)的縱深跟拍車(chē)戲的鏡頭,演員在駕駛交通工具行進(jìn)時(shí),攝影機(jī)跟拍演員中景別表演,周?chē)木拔镅乜v深方向向后移動(dòng)。如果采用三維投影的方式處理身后背景,需要解決場(chǎng)景畫(huà)面大范圍縱深透視的立體效果。以圖14鏡頭為例,首先在三維空間中把場(chǎng)景規(guī)劃好,根據(jù)畫(huà)面內(nèi)容 (攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)范圍)把場(chǎng)景的深度分成若干小段 (圖14),這樣做的目的在于解決數(shù)字繪景圖像的像素不足問(wèn)題,縱深透視的運(yùn)動(dòng)使影像發(fā)生大幅度縮放效果,無(wú)限放大圖像在技術(shù)角度和創(chuàng)作角度都是不成立的。

圖14 大范圍縱深運(yùn)動(dòng)鏡頭使用分段投影方案

既然場(chǎng)景空間被劃分成若干小段,數(shù)字繪景的呈現(xiàn)方式也需要重新規(guī)劃,以其中一個(gè)側(cè)面的山坡為例,本來(lái)連貫的縱深山坡被打散成若干小山坡分開(kāi)繪制,每部分繪景的結(jié)構(gòu)、光線、色彩又要做到協(xié)調(diào)統(tǒng)一。相應(yīng)的投影機(jī)和成像幾何體也要分若干段來(lái)放置在三維空間中,攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡作為主要參考,再根據(jù)之前規(guī)劃好的若干分段,分別放置好投影機(jī)和成像幾何體 (圖15)。在這個(gè)方案中數(shù)字繪景的圖像、投影機(jī)、成像幾何體三者是對(duì)應(yīng)成組的,所以每一組位置可以靈活調(diào)整,可以根據(jù)成像效果重新安排位置分布。這個(gè)過(guò)程中由于投影機(jī)和成像幾何體一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,調(diào)整位置時(shí)需要同時(shí)協(xié)調(diào)兩組對(duì)應(yīng)參數(shù)才能完成效果,為了簡(jiǎn)化這個(gè)過(guò)程可以應(yīng)用 “UV 投影”的思路,把投影成像固定在成像幾何體上,這樣調(diào)整位置就會(huì)便捷很多。

圖15 移動(dòng)鏡頭同時(shí)推拉

3.4 復(fù)雜運(yùn)動(dòng)鏡頭的三維投影方案

工作實(shí)踐中通常遇到的是不規(guī)律的運(yùn)動(dòng)鏡頭,例如在橫移運(yùn)動(dòng)的同時(shí)配合升降運(yùn)動(dòng)或是推拉運(yùn)動(dòng),攝影機(jī)不僅在三個(gè)軸向上同時(shí)運(yùn)動(dòng),還有一定的搖擺旋轉(zhuǎn),運(yùn)動(dòng)軌跡非常靈活沒(méi)有規(guī)律可循,根據(jù)前文提到的基本思路,認(rèn)真分析鏡頭成像方式和繪景內(nèi)容,靈活制定解決方案。需要強(qiáng)調(diào)的是,在實(shí)際工作中,往往一臺(tái)投影機(jī)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了制作要求的。這就需要把一個(gè)物體分多個(gè)面用多臺(tái)投影機(jī)進(jìn)行多重投射。并且在一個(gè)場(chǎng)景中,會(huì)出現(xiàn)很多成像幾何體模型,有的幾何體結(jié)構(gòu)可能會(huì)相對(duì)復(fù)雜,單個(gè)模型投影時(shí)還會(huì)遇到空間結(jié)構(gòu)疊加的問(wèn)題。所以場(chǎng)景中出現(xiàn)幾十臺(tái)投影機(jī)也是常有的。電影鏡頭畫(huà)面的變化是多種多樣的,投影方案也不應(yīng)該是一成不變的,找到其中的規(guī)律靈活使用,制定針對(duì)性的方案,反復(fù)測(cè)試找到最佳思路(圖16)。

圖16 移動(dòng)鏡頭同時(shí)推拉

4 結(jié)語(yǔ)

隨著電影數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,會(huì)有越來(lái)越多的場(chǎng)景利用數(shù)字技術(shù)來(lái)完成。數(shù)字繪景與三維投影的配合是解決電影鏡頭畫(huà)面中背景環(huán)境的首選方案之一,也是電影后期制作體系中重要的一環(huán),不僅富有藝術(shù)性、創(chuàng)造性還有復(fù)雜的技術(shù)流程,數(shù)字繪景把繪畫(huà)和攝影的藝術(shù)規(guī)律 “嫁接”到數(shù)字合成中,對(duì)于三維空間的構(gòu)建就是以繪畫(huà)的透視規(guī)律為指導(dǎo)的結(jié)合。以上是筆者在工作實(shí)踐中總結(jié)的方法和技巧,希望這部分內(nèi)容的分享能為熱愛(ài)電影事業(yè)的同仁們提供些許幫助。