西直門(mén)2022特效鏡頭流程解析

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導(dǎo)言：
繪夢(mèng)雙魚(yú)工組之所以制作這樣的一個(gè)鏡頭，主要是想嘗試研究一下實(shí)拍鏡頭的攝影機(jī)反求技術(shù)及三維場(chǎng)景的合成，為團(tuán)隊(duì)的下一個(gè)短片做技術(shù)鋪墊。本來(lái)是考慮把整個(gè)制作過(guò)程寫(xiě)成一篇教程，但是在制作過(guò)程我們遇到了許多問(wèn)題，而有些問(wèn)題的解決用我的話來(lái)說(shuō)是非常非常的Stupid，估計(jì)是沒(méi)有什么實(shí)用價(jià)值。所以這并不能算是一篇通常意義的教程，更多的是經(jīng)驗(yàn)上分享。

盡管如此，還是希望對(duì)類似項(xiàng)目或是制作要求的朋友有所幫助。同時(shí)，也希望行業(yè)中的高手能討論、分享更為高效實(shí)用的解決方案，進(jìn)一步探討一些更為深入的制作技巧。這樣，日積月累，我們才能逐步發(fā)展并建立起中國(guó)影視特效制作的工業(yè)體系。這樣，有一天，我們才能看到屬于中國(guó)人自己的大片。

概念設(shè)計(jì)
很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)，我們一直都想做一些不太一樣的短片作品。但想象力需要技術(shù)的支持，卡在我們前進(jìn)目標(biāo)的第一關(guān)便是常規(guī)的鏡頭匹配。事實(shí)上，攝影機(jī)跟蹤技術(shù)也不是很難的技術(shù)，即便是在國(guó)內(nèi)稍微有點(diǎn)檔次的廣告中都屢見(jiàn)不鮮。所以，基于長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，鏡頭匹配的技術(shù)必須得掌握。

一幅黃昏下機(jī)械城市的畫(huà)面朦朧幻印在我腦海里。但由于這次的主要目的是探討實(shí)拍鏡頭的攝影機(jī)反求技術(shù)，所以在概念設(shè)計(jì)上并沒(méi)有下太多的功夫。于是乎，我直接厚顏無(wú)恥的扒了一些優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，并基于制作難度的考慮，做了一些適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

喜歡各種通道匯集到中間圓盤(pán)的感覺(jué)，淡藍(lán)色的發(fā)光玻璃總能跟未來(lái)聯(lián)系到一塊。（圖01、02）

圖01

圖02

汗如雨下，把自己見(jiàn)不得人的手稿擱在這么優(yōu)秀的設(shè)計(jì)下反差實(shí)在太大，倍受打擊。正因?yàn)槿绱�，工組的下下下個(gè)短片需要優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)，有人感興趣嗎？（圖03）

圖03

跟蹤
通常所說(shuō)的“攝影機(jī)跟蹤”或“鏡頭匹配”，指的是分析解算一段視頻素材以求出攝影機(jī)在3D環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)軌跡及焦距等相關(guān)攝影機(jī)屬性參數(shù)的過(guò)程。

事實(shí)上，大家看到的合成鏡頭是根據(jù)第二次拍攝的鏡頭反求出來(lái)的。早在去年夏天的時(shí)候，也是在西直門(mén)，我們拍攝了一組鏡頭。但那次因?yàn)閷?duì)跟蹤軟件了解的并不深入，所以拍攝出來(lái)的素材跟蹤起來(lái)難度非常大。（圖04）

圖04

常規(guī)跟蹤鏡頭的流程都是先畫(huà)mask把運(yùn)動(dòng)的人或物給遮住，不讓其參與軟件的自動(dòng)采樣，以得到干凈的攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)路徑。但之前拍攝的這個(gè)鏡頭，除人物外，背景中還有很多移動(dòng)的車輛。如果把車輛再排除在自動(dòng)采樣的區(qū)域之外，實(shí)際整個(gè)畫(huà)面可用的采樣信息是非常少的。而那時(shí)對(duì)手動(dòng)跟蹤的相關(guān)使用還是一知半解，所以這個(gè)鏡頭活活沒(méi)有求出最終的攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡。（圖05）

圖05

吸取第一次的失敗經(jīng)驗(yàn)，我們?cè)倥牡臅r(shí)候使用上了跟蹤點(diǎn)。跟蹤軟件中手動(dòng)跟蹤點(diǎn)的工作原理很簡(jiǎn)單，就是跟蹤對(duì)比高或是色相差異大有明顯特征的信息區(qū)域。因?yàn)檫@次跟蹤的鏡頭沒(méi)有太大的透視變化，所以我們用了最為普通的黑色圍棋子做跟蹤點(diǎn)。需要提及的一點(diǎn)是，粘貼跟蹤點(diǎn)用的雙面膠布一定不要用那種粘得活牢的那種，畢竟這是公共場(chǎng)合，拍攝完后現(xiàn)場(chǎng)的清理也是需要考慮的問(wèn)題。

主流的跟蹤軟件有Boujou、Syntheyes、Matchmover、Pftrack等，功能上沒(méi)有太大區(qū)別�？紤]到Matchmover作為Maya的鏡頭匹配解決方案有著更好的兼容性，整個(gè)鏡頭的跟蹤是在MatchMover里完成的。（圖06）

圖06

MatchMover的Full界面。

MatchMover的工作流程跟常規(guī)的攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)路徑的反求并無(wú)二致。通常都是先導(dǎo)入需要解算的素材，根據(jù)素材的實(shí)際情況判斷是否需要繪制屏蔽采樣區(qū)域的mask。簡(jiǎn)單一點(diǎn)的鏡頭直接執(zhí)行自動(dòng)解算命令基本可以搞定，復(fù)雜一點(diǎn)的視具體情況結(jié)合手動(dòng)跟蹤解算出攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡。求出路徑后，為方便導(dǎo)入三維軟件后的工作方便按需設(shè)定坐標(biāo)體系。然而在實(shí)際工作流程中，很少鏡頭是一次就能準(zhǔn)確解算的。所以，解算出路徑后，都會(huì)創(chuàng)建簡(jiǎn)單的三維物體來(lái)判斷鏡頭跟蹤是否存在問(wèn)題。求出滿意的路徑后，方可導(dǎo)出下一步所用三維軟件對(duì)應(yīng)的格式。

為提升工作效率，我簡(jiǎn)單說(shuō)明一下Matchmover的常用操作。在工作區(qū)里按住Ctrl+LMB（鼠標(biāo)左鍵）向右滑動(dòng)是順序的正常播放，向左滑動(dòng)是倒放。Alt+LMB是移動(dòng)畫(huà)布。Ctrl+Alt +LMB上下拖動(dòng)縮放畫(huà)布。F3 正向跟蹤 Shift +F3逆向跟蹤 F4 雙向跟蹤。（圖07）

圖07

跟剛開(kāi)始所提及的那樣，在西直門(mén)拍攝的這個(gè)鏡頭因?yàn)闃蛳铝鲃?dòng)車輛產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)不能直接使用自動(dòng)解算功能，所以我們直接使用跟蹤點(diǎn)來(lái)反求攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡。

理論上來(lái)說(shuō)，只要畫(huà)面的中可以提供7-8個(gè)跟蹤點(diǎn)就可以解算出攝影機(jī)路徑，但實(shí)話實(shí)說(shuō)，拿較為苛刻的極限情況來(lái)考驗(yàn)軟件解算能力往往是你選擇巨大工組量開(kāi)始的前奏。盡管鏡頭跟蹤點(diǎn)的數(shù)量不是說(shuō)越多越好，但保證一定數(shù)量高質(zhì)量的跟蹤點(diǎn)對(duì)求出干凈的攝影機(jī)路徑是有十分必要的。另外，在手動(dòng)選擇跟蹤點(diǎn)的時(shí)候需要注意的一個(gè)問(wèn)題便是，當(dāng)兩個(gè)物體的輪廓邊在畫(huà)面上交叉形成有特征的跟蹤點(diǎn)是不能作為特征跟蹤點(diǎn)使用的，如下面左側(cè)圖所示，臺(tái)燈跟書(shū)本、書(shū)桌及墻面相交接的地方形成了特征點(diǎn)，但是這些點(diǎn)在實(shí)際的三維空間中不是真正意義的物理實(shí)點(diǎn)。由于這些點(diǎn)在空間位置中的不準(zhǔn)確性很容易導(dǎo)致解算出來(lái)的攝影機(jī)路徑出現(xiàn)意想不到的結(jié)果，所以像這類情況的選擇應(yīng)該盡可能的避免。（圖08）

圖08

像上圖右邊的這種情況就很難發(fā)現(xiàn)，盡管看起來(lái)兩個(gè)跟蹤點(diǎn)跟蹤的位置都沒(méi)有問(wèn)題，但是前一幀跟蹤的點(diǎn)隨著鏡頭的位移旋轉(zhuǎn)已經(jīng)到了另外一個(gè)位置。跟蹤點(diǎn)從實(shí)際空間上來(lái)說(shuō)已經(jīng)不對(duì)了。所以，這樣的跟蹤點(diǎn)也是不可取的。

在文件菜單下的Load sequence便是導(dǎo)入素材，導(dǎo)入素材的面板比較簡(jiǎn)單，時(shí)間范圍、場(chǎng)、幀速率都沒(méi)什么好說(shuō)的，玩后期的人應(yīng)該都知道。需要提及的有兩個(gè)選項(xiàng)，一個(gè)是 Camera Settings Motion，另外一個(gè)是Focal Length。Camera Settings Motion 事實(shí)上是對(duì)攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)方式約束的定義，F(xiàn)ree 指的是自由運(yùn)動(dòng)方式，Nodal Pan指的是定點(diǎn)拍攝模式（腳架拍攝）。Focal length 指的是焦距，有兩個(gè)選項(xiàng)，一是constant（定焦），二是variable（變焦），如果你的鏡頭有推拉變焦動(dòng)作的話就得選擇這項(xiàng)。（圖09）

圖09

導(dǎo)入素材文件后，在工作區(qū)里單擊右鍵，彈出右鍵菜單，選擇New Track。把十字星放到需要跟蹤的特征點(diǎn)上按住鼠標(biāo)左鍵不放，即會(huì)出現(xiàn)放大鏡供精確對(duì)位。調(diào)整好位置之后，按F3 正向跟蹤 或是Shift +F3 反向跟蹤（或點(diǎn)擊工具欄上）即可實(shí)現(xiàn)對(duì)跟蹤點(diǎn)的2D跟蹤解算。跟蹤后無(wú)外乎三種情況，第一種就是沒(méi)什么問(wèn)題，跟蹤完美。第二種就是某個(gè)時(shí)間段還不錯(cuò)，但有些地方遇到其他情況如運(yùn)動(dòng)模糊之類的跟丟了。這類問(wèn)題可以通過(guò)手動(dòng)設(shè)定Tracker的關(guān)鍵幀來(lái)解決。方法很簡(jiǎn)單，就是用時(shí)間導(dǎo)航快捷鍵組合，鍵精確調(diào)整到跟蹤出錯(cuò)的幀數(shù)，然后選擇需要修改的Tracker重新對(duì)位。（圖10）

圖10

再有一種情況就是，跟蹤點(diǎn)被前景物體遮擋或是到了鏡頭邊沿導(dǎo)致跟蹤失敗。在說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題前我先說(shuō)明一下 Matchmover的幾種關(guān)鍵幀。鼠標(biāo)右鍵>Set Key菜單下可以看到四種關(guān)鍵幀，Begin（起始幀）、Intermediate（中間幀）、End（結(jié)束幀）、Single（單幀），如下左圖所示。Matchmover就是通過(guò)關(guān)鍵幀的組合定義來(lái)判斷什么時(shí)候跟蹤點(diǎn)起始有效什么結(jié)束。在這個(gè)鏡頭中，在前面的67幀中前景人物擋住了Track12，所以Track12的起始幀是在第68幀，130幀后，Track12劃出畫(huà)面，結(jié)束幀設(shè)為130幀，如下右圖所示。如果說(shuō)鏡頭運(yùn)動(dòng)后Track12對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)又出現(xiàn)在畫(huà)面中，選擇跟蹤點(diǎn)再次出現(xiàn)的幀，設(shè)好跟蹤點(diǎn)后把關(guān)鍵幀設(shè)成起始幀就可以了。（圖11）

圖11

在說(shuō)完關(guān)鍵幀后，就不得不提一下雙向跟蹤（Track Bidirectional）。所謂雙向跟蹤就是正向反向的兩次跟蹤然后求兩次跟蹤軌跡的平均值，這樣求出來(lái)的軌跡相對(duì)單向跟蹤更加平滑。雙向跟蹤在使用上要求正向反向兩個(gè)方向上都有關(guān)鍵幀供解算跟蹤。因?yàn)殡p向跟蹤使用的是兩次跟蹤，所以相對(duì)而言解算時(shí)間要長(zhǎng)一些，盡管如此，雙向跟蹤的作用還是非常明顯的。在實(shí)際的拍攝過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)模糊致使跟蹤點(diǎn)形狀模糊，進(jìn)而導(dǎo)致跟蹤軌跡存在小幅的噪波，而雙向跟蹤對(duì)類似這樣噪波修復(fù)是非常有幫助的。

剩下的就是需要一個(gè)個(gè)跟蹤點(diǎn)手動(dòng)去跟了，基本是體力活，沒(méi)啥好講的。需要補(bǔ)充說(shuō)明的是關(guān)于手動(dòng)跟蹤點(diǎn)選擇應(yīng)該注意的一些問(wèn)題。我們?cè)诓贾酶�蹤點(diǎn)的時(shí)候一共設(shè)了14個(gè)跟蹤點(diǎn)，在實(shí)際鏡頭中可用的有11個(gè)點(diǎn)。需要注意的是這個(gè)11個(gè)點(diǎn)都在欄桿上，假定以鏡頭縱深方向?yàn)閦軸的話，那么這些點(diǎn)在z軸向上的數(shù)值都是一樣的。這是非常不可取的。如下圖所示，攝影機(jī)向右運(yùn)動(dòng)，前景點(diǎn)A跟后景點(diǎn)B勢(shì)必產(chǎn)生位移，但因?yàn)榍熬包c(diǎn)A跟后景點(diǎn)B處于不同的縱深，所以兩個(gè)點(diǎn)在拍攝畫(huà)面中的位移也是不太一樣的。攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡解算正是通過(guò)前景點(diǎn)A跟后景點(diǎn)B的相對(duì)位移反向計(jì)算生成的。正因?yàn)槿绱�，單有A區(qū)域的跟蹤點(diǎn)或是單有B區(qū)域的跟蹤點(diǎn)很難形成跟蹤軟件解算所需要的“視差（透視變化）”，這很容易造成鏡頭解算的錯(cuò)誤或是弱解情況的產(chǎn)生。所以，在手動(dòng)選擇跟蹤點(diǎn)的時(shí)候一定確保跟蹤點(diǎn)在縱深方向上的多層次，如下圖右圖所示。（圖12）

圖12

手動(dòng)跟蹤好合適的跟蹤點(diǎn)后，下一步就是鏡頭解算工作了。如下圖所示，Matchmover提供了三種解算方式。Solve For Camera 解算攝影機(jī)，指的是不管在什么情況下都重新解算攝影機(jī)。Extend Camera 擴(kuò)展解算攝影機(jī)，指的是基于此前已經(jīng)解算的方案上重新解算任何新的Track動(dòng)作。Extend Camera Fixed 固定拓展解算攝影機(jī)，指的是現(xiàn)有解決方案不變，只解算新的Track動(dòng)作。（圖13）

圖13

解算后的問(wèn)題很自然的就是判斷跟蹤的準(zhǔn)確性。判斷一個(gè)鏡頭是否跟蹤準(zhǔn)確可以通過(guò)三個(gè)步驟逐步檢測(cè)。第一步，檢查T(mén)rack是否對(duì)應(yīng)相應(yīng)的跟蹤點(diǎn)，在解算完成之后，單擊視圖左上角的切換攝影機(jī)3D視圖。C鍵是鎖定攝影機(jī)視圖，Ctrl+Alt+LMB推拉視圖，Alt+LMB移動(dòng)視圖，Alt+RMB旋轉(zhuǎn)視圖。如下圖左圖所示，解算出來(lái)3D Track會(huì)以藍(lán)色的倒三角顯示，在這一環(huán)節(jié)中，主要判斷跟蹤出來(lái)的3D Track在視頻播放過(guò)程中是否準(zhǔn)確對(duì)位相應(yīng)的跟蹤點(diǎn)，3D Track的相對(duì)位置是否跟實(shí)際的空間相對(duì)位置一致。

第二步，創(chuàng)建簡(jiǎn)單的BOX或是導(dǎo)入其他什么三維模型來(lái)實(shí)際測(cè)試。注意，有時(shí)候出現(xiàn)不匹配的情況很有可能是模型物體沒(méi)有放置在正確的地方。（圖14）

圖14

最后一步，也是最容易忽略的，便是在3D視圖下檢查攝影機(jī)軌跡是否存在噪點(diǎn)（晃動(dòng)），理想的攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)路徑應(yīng)該是一條平滑的曲線。（圖15）

圖15

不管在哪款跟蹤軟件里，坐標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)置都不是必須的，但是一個(gè)好的坐標(biāo)系統(tǒng)能讓你之后的工作效率加倍。Matchmover采用的是兩軸定位方法，即定義出兩個(gè)軸向后軟件自動(dòng)求出第三個(gè)軸向。而定義單個(gè)軸向的方法有兩種，一種是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，另外一種是三點(diǎn)成面形成的法線方向。（圖16）

圖16

Matchmover的坐標(biāo)設(shè)定非常直觀， xyz三個(gè)軸線另帶了一個(gè)距離設(shè)定控制器。坐標(biāo)設(shè)置可以根據(jù)需要在視圖中直接調(diào)整，也可以通過(guò)右側(cè)的屬性面板精確設(shè)置。距離點(diǎn)設(shè)定對(duì)于后期場(chǎng)景的比例把握非常重要，所以前期拍攝的時(shí)候一定做好相關(guān)的記錄工作，距離設(shè)置默認(rèn)從原點(diǎn)開(kāi)始。

檢查沒(méi)有什么問(wèn)題后就可以導(dǎo)出了。

盡管這個(gè)鏡頭通過(guò)手動(dòng)跟蹤點(diǎn)的方式非常輕松的求出攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡，但是并不代表這是屢試不爽的解決方案。和其它CG藝術(shù)家不太一樣的地方是，鏡頭匹配的藝術(shù)家很少能用一種相對(duì)固定的方法解決所有問(wèn)題，幾乎每個(gè)鏡頭都是挑戰(zhàn)。比如說(shuō)像這個(gè)鏡頭就沒(méi)有焦距上的變化，鏡頭的晃動(dòng)也不是很大，在遠(yuǎn)處的景物也能提供有特征的信息點(diǎn)供跟蹤解算，所以相對(duì)來(lái)說(shuō)還是比較容易。在實(shí)際的制作過(guò)程中，鏡頭解算的難度很大程度上取決于拍攝鏡頭本身所呈現(xiàn)出來(lái)的技術(shù)特點(diǎn)，有的時(shí)候，鏡頭本身就有較大的噪點(diǎn)或是跟蹤點(diǎn)有較大的運(yùn)動(dòng)模糊導(dǎo)致最后解算出來(lái)的攝影機(jī)路徑晃動(dòng)噪點(diǎn)，而有的時(shí)候整個(gè)畫(huà)面都沒(méi)有可以用的跟蹤點(diǎn)，類似這些高難度鏡頭的跟蹤就完全依賴于藝術(shù)家經(jīng)驗(yàn)跟技巧了。更加深入的問(wèn)題這篇帖子里不做過(guò)多討論了，回頭我研究透了會(huì)另起一篇專題帖深入討論。另外，時(shí)光坐標(biāo)李偉的新書(shū)《影視特效鏡頭跟蹤技術(shù)精粹》馬上就要出版，我簡(jiǎn)單看了一下，相信對(duì)跟蹤的朋友會(huì)有非常大的幫助，在此推薦一下。

場(chǎng)景
在今天，各大三維軟件經(jīng)歷了十余載的發(fā)展，基本上功能都大同小異，尤其是Autodesk公司一統(tǒng)天下后，這種情況更是如此。盡管Autodesk 的大公司商業(yè)發(fā)展策略讓很多個(gè)人CG藝術(shù)家廣為詬病，但不管怎樣，Autodesk將幾大三維軟件整合之后帶來(lái)了兄弟軟件間優(yōu)秀的協(xié)同工作能力。這對(duì)于需要以團(tuán)隊(duì)力量完成的動(dòng)畫(huà)及電影作品來(lái)說(shuō)是有非常大的幫助的。沾Autodesk的光，為了實(shí)現(xiàn)繁華城市人群涌動(dòng)的感覺(jué)，一直使用Maya的我臨時(shí)轉(zhuǎn)向了有現(xiàn)成群組工具的3DMax 。選擇Max另外的一個(gè)原因就是Max有我一直想接觸的Final render 渲染器。整個(gè)建模過(guò)程還是在Maya中完成的。

從跟蹤軟件導(dǎo)入到三維軟件中有一個(gè)很重要的問(wèn)題便是攝影機(jī)跟三維場(chǎng)景的對(duì)位，直接求出攝影機(jī)軌跡后再進(jìn)行建模的方法更適用于個(gè)人藝術(shù)家的短片創(chuàng)作，毫無(wú)疑問(wèn)的，在公司的實(shí)際運(yùn)作流程中，場(chǎng)景建模肯定跟鏡頭匹配是同步進(jìn)行的。所以，攝影機(jī)跟場(chǎng)景的對(duì)位是首要問(wèn)題。在maya中導(dǎo)入場(chǎng)景后，切換成攝影機(jī)視圖，直接使用攝影機(jī)視圖的導(dǎo)航雖然能調(diào)整到合適的位置，但是一重新播放時(shí)間線攝影機(jī)便會(huì)根據(jù)跟蹤軟件生成的關(guān)鍵幀回到對(duì)應(yīng)位置。解決這個(gè)問(wèn)題的辦法很簡(jiǎn)單，就是把生成的locator連同攝影機(jī)一塊成組。locator是用于攝影機(jī)的相對(duì)定位的。這樣，只要拎著組便可以隨心所欲的把攝影機(jī)放置在需要的地方。如果你用Boujou或是SynthEyes生成的maya文件的話，攝影機(jī)的組是預(yù)先設(shè)置好的。搞不懂作為maya攝影機(jī)匹配解決方案的 Matchmover在流程上應(yīng)該更加人性化，反卻弄得這么別扭。

場(chǎng)景比較簡(jiǎn)單，基本就是基礎(chǔ)幾何體做了些簡(jiǎn)單的調(diào)修改整然后陣列復(fù)制。（圖17）

圖17

通常，在把概念美術(shù)轉(zhuǎn)換成三維模型的時(shí)候會(huì)都會(huì)遇到畫(huà)面單調(diào)的問(wèn)題，有時(shí)候是原本設(shè)計(jì)的畫(huà)面本身就缺少深入的細(xì)節(jié)內(nèi)容，有時(shí)候是2D設(shè)計(jì)的局限，這要求藝術(shù)家根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計(jì)做更多的工作來(lái)豐富整個(gè)畫(huà)面。

相比而言，在三維軟件里作的東西來(lái)得比較活，不會(huì)像手繪來(lái)得那么隨意，輕輕帶過(guò)的幾筆就能讓整個(gè)畫(huà)面活起來(lái)。要想通過(guò)三維軟件制作出豐富生動(dòng)的畫(huà)面來(lái)，毫無(wú)疑問(wèn)的，大量的工作等著你去完成。

遠(yuǎn)景我是在max中完成的，幾個(gè)面片一貼圖就ok！

建模場(chǎng)景的測(cè)試渲染。（圖18）

圖18

動(dòng)畫(huà)
在這個(gè)鏡頭里動(dòng)畫(huà)部分主要是兩個(gè)方面，一個(gè)人群的流動(dòng)，一個(gè)交通工具的穿梭飛行。

實(shí)話實(shí)說(shuō)，受技術(shù)方面的限制，這兩個(gè)部分我處理都不是很好。最后出來(lái)的東西完全是鉆了遠(yuǎn)景的空子，才沒(méi)有出現(xiàn)太大的穿幫問(wèn)題。

關(guān)于群集動(dòng)畫(huà)，在火星時(shí)代出版的《Autodesk 3Dmax 2010 標(biāo)準(zhǔn)教程 II》以及《3ds Max高級(jí)特效火星課堂》兩本書(shū)中對(duì)兩種工作流程（一種是常規(guī)Crowd群組，一種Cat混搭Crowd的動(dòng)畫(huà)流程）做了非常詳細(xì)的講解，在這方面我并沒(méi)有吃透并且遇到了很多無(wú)法解決的問(wèn)題，所以建議感興趣的朋友直接找書(shū)研究一下。

在制作群集動(dòng)畫(huà)時(shí)我遇到一個(gè)奇怪問(wèn)題，群集解算出來(lái)總有問(wèn)題，一種情況是代理物體前一幀在這個(gè)位置，下一幀會(huì)跳到一個(gè)很遠(yuǎn)的位置出現(xiàn)。另外一種情況代理物體前一幀還有，后一幀就完全消失了。我做了一些測(cè)試，發(fā)現(xiàn)09跟11版本的Max都有這個(gè)問(wèn)題，2010 32位中文版本的3ds Max反而運(yùn)行良好。由于3ds Max是現(xiàn)學(xué)的，所以我也不太好斷定這是否是個(gè)Bug。（圖19）

圖19

再有一個(gè)問(wèn)題就是在人物的群集動(dòng)畫(huà)中，人物的行為是受Biped控制而非代理，這也就是說(shuō)直接對(duì)代理應(yīng)用的規(guī)避行為、曲面搜索等行為都是無(wú)效的，Biped的群集動(dòng)畫(huà)是基于運(yùn)動(dòng)流共享網(wǎng)絡(luò)的。盡管跟常規(guī)的群集流程非常相似，但是運(yùn)動(dòng)流網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置相對(duì)復(fù)雜很多。為此，嘗試了很多次，但不知道是否是因?yàn)槿宋镌O(shè)置太多而導(dǎo)致Max緩慢的運(yùn)行，我始終沒(méi)能求出理想的群集效果。最后的解決方案比較笨，對(duì)于解算后出現(xiàn)群集人物的穿插、交錯(cuò)等情況基本都是暴力刪除，或者對(duì)代理的重新定位。為了讓畫(huà)面看起來(lái)更真實(shí)可信，我手動(dòng)調(diào)整了幾個(gè)角色或站著交談或坐著聊天。至于Biped的群集動(dòng)畫(huà)，有時(shí)間我會(huì)再做進(jìn)一步研究。（圖20）

圖20

交通工具的飛行事實(shí)上也是一個(gè)非常頭疼的問(wèn)題。要想做出飛行器在公路上高速穿梭的感覺(jué)，就必須把飛行器的速度提起來(lái)，但是整個(gè)鏡頭有18s鐘時(shí)間，這意味需要成百上千架的飛行器飛過(guò)形成一個(gè)運(yùn)動(dòng)流，最理想的解決方案就是粒子動(dòng)畫(huà)。我花了好些時(shí)間來(lái)研究Think Pactice和Pactice Flow，但一直搞沒(méi)清楚如何實(shí)現(xiàn)粒子間的碰撞避免。萬(wàn)般抓狂中，被迫考慮群集動(dòng)畫(huà)方案。

群集動(dòng)畫(huà)需要解決的一個(gè)問(wèn)題便是如何實(shí)現(xiàn)大量的飛行器不斷飛過(guò)。我曾經(jīng)考慮制作一個(gè)環(huán)行的曲面，這樣飛行器飛過(guò)一段時(shí)間后能夠回到原點(diǎn)再飛一次。但是這有兩個(gè)問(wèn)題，其一，飛行器的多邊形面數(shù)相對(duì)較多，并且，如果要在飛行通道上保證一定數(shù)量的飛行器就必須要增加在環(huán)形曲面上飛行器的整體數(shù)量。而飛行器行駛通道一共兩層兩個(gè)方向共計(jì)4個(gè)通道，這將大大增加電腦的顯示、渲染時(shí)的負(fù)載。其二，如何實(shí)現(xiàn)代理到拐角處的方向轉(zhuǎn)向也是讓人抓狂的問(wèn)題。不解決這個(gè)問(wèn)題就很難實(shí)現(xiàn)飛行器的循環(huán)飛行。（圖21）

圖21

最后采用的辦法是手動(dòng)關(guān)鍵幀。

手動(dòng)關(guān)鍵幀的辦法相對(duì)比較簡(jiǎn)單。我先把各種各樣的飛行器復(fù)制若干，沿飛行通道方向拉成一條飛行車隊(duì)。然后把這列車隊(duì)成組，對(duì)整個(gè)組設(shè)置手動(dòng)關(guān)鍵幀。組的起始幀、結(jié)束幀以及起始幀位置、結(jié)束幀位置決定了車隊(duì)整體的飛行速度。而車隊(duì)的長(zhǎng)度又是得根據(jù)飛行器飛行的速度決定的。飛行器飛行速度比較快的話就得需要很長(zhǎng)的一組飛行器，慢的話則反之。

理想的飛行速度得透過(guò)鏡頭的視點(diǎn)來(lái)觀察判斷。這樣只是定義出飛行車隊(duì)整體的飛行速度，在實(shí)際生活中，車的型號(hào)類別以及車主的心情目的各不相同，所以在速度上也是千差萬(wàn)別的。這時(shí)就需要逐個(gè)對(duì)飛行器進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法很簡(jiǎn)單，就是打開(kāi)曲線編輯器調(diào)整關(guān)鍵幀。要是碰到穿插、交錯(cuò)的情況怎么辦？刪除或是調(diào)整關(guān)鍵幀都可以。這樣做好了一個(gè)方向的飛行器動(dòng)畫(huà)，其余方向直接復(fù)制做好的這個(gè)組，然后再局部手動(dòng)調(diào)整關(guān)鍵幀，基本上就差不多了。（圖22）

圖22

整個(gè)鏡頭做完后，我跟楊繼昌聊起整個(gè)流程的制作，他提到一個(gè)技巧也是非常有參考價(jià)值的。從鏡頭的視點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)處行走的人物是非常小的，所以人群完全可以用單人的方式制作成帶透明通道PNG，做為移動(dòng)面片的貼圖。這樣，效率會(huì)大大的提升很多。但這種方法僅限于遠(yuǎn)景的使用。

材質(zhì)&渲染
從開(kāi)始的概念設(shè)計(jì)之初起，整個(gè)城市在造型方面就沒(méi)有設(shè)計(jì)得特別復(fù)雜，所以體現(xiàn)未來(lái)城市科幻感覺(jué)的重任便落在了材質(zhì)表現(xiàn)上�？苹妙愋偷馁N圖跟其他類型的貼圖稍有區(qū)別，常規(guī)的現(xiàn)實(shí)環(huán)境貼圖可以參考現(xiàn)有的周圍的生活環(huán)境然后利用現(xiàn)成的照片素材來(lái)修改、繪制，而科幻類型的貼圖更多的需要在線面以及個(gè)性圖案的設(shè)計(jì)上有著較強(qiáng)的把控力。

仔細(xì)留意經(jīng)典的科幻材質(zhì)表現(xiàn)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這些貼圖的繪制幾乎都是依靠線條跟面塊的搭配組合切割復(fù)合金屬板來(lái)表現(xiàn)高度復(fù)雜的未來(lái)科技。而這要求的更多的是使用類似AI、Coreldraw等矢量軟件參與的精確繪圖。雖然最后呈現(xiàn)出來(lái)的東西就是畫(huà)畫(huà)線條，但這相當(dāng)需要功力，畫(huà)得多了很容易碎，畫(huà)少了擱全景里啥也看不出來(lái)。在這個(gè)方面我也沒(méi)有太多經(jīng)驗(yàn)，就不做更加深入的討論了。（圖23）

圖23

不管什么類型的貼圖，最終呈現(xiàn)效果的層次豐富是務(wù)必要保證的。實(shí)現(xiàn)材質(zhì)紋理的層次變化豐富無(wú)外乎兩種辦法，一種是通過(guò)PS直接繪制，另外一種是現(xiàn)有紋理結(jié)合程序紋理生成更加豐富的材質(zhì)貼圖。兩種方法可以混合使用。

在西直門(mén)2022這個(gè)鏡頭中，我們想要表現(xiàn)一種發(fā)光的玻璃材質(zhì)來(lái)為畫(huà)面增添幾分科技感。而想要賦予玻璃材質(zhì)的欄桿正好處于畫(huà)面的前景部分，所以這塊是表現(xiàn)的重點(diǎn)。Max 在2011版本中加入了萬(wàn)眾期待的節(jié)點(diǎn)編輯器，借助新的節(jié)點(diǎn)編輯器，在這里我簡(jiǎn)單的說(shuō)一下我的思路。

發(fā)光玻璃的發(fā)光及透明兩種材質(zhì)是通過(guò)多維子材質(zhì)表現(xiàn)的，沒(méi)什么難度，主要說(shuō)說(shuō)透明玻璃材質(zhì)部分的表現(xiàn)。

透明玻璃材質(zhì)是通過(guò)層紋理節(jié)點(diǎn)逐層疊加實(shí)現(xiàn)的。第一層是漫反射貼圖，沒(méi)啥好說(shuō)的，就是打個(gè)底子，對(duì)于玻璃材質(zhì)來(lái)說(shuō)可有可無(wú)。為了畫(huà)面更加豐富好看，我從網(wǎng)上下了一些化學(xué)元素及電路板的元素圖案，在ps里繪制了第二層自發(fā)光貼圖。自發(fā)光貼圖的加入給后期一個(gè)更大的發(fā)揮空間。如果想做得更細(xì)致更深入一些的話，在最后Nuke合成的階段完全可以給底部自發(fā)光圖案做一個(gè)溜光的效果，這樣呈現(xiàn)出來(lái)畫(huà)面的科技感會(huì)更強(qiáng)。第三層跟第四層不透明貼圖的目的就是給玻璃 “做舊”。

因?yàn)槲髦遍T(mén)是一個(gè)公共場(chǎng)合，人來(lái)人往的，外露的玻璃肯定不會(huì)特別干凈。清潔工的打掃，天氣，路人的倚靠觸碰以及城市牛皮癬的反復(fù)擦洗都會(huì)形成各種各樣的痕跡。在這里，我把兩張貼圖分別貼在了兩張不同顏色材質(zhì)的不透明通道上，這樣，貼圖上黑色部分便會(huì)透明而留下了部分顏色，然后，我再通過(guò)層紋理節(jié)點(diǎn)把多個(gè)材質(zhì)疊加起來(lái)，根據(jù)需要調(diào)節(jié)疊加模式及不透明度，最終形成變化豐富的透明玻璃材質(zhì)。

材質(zhì)編輯部分基本完成，但是玻璃跟地面的交接處形成一條單一的直線，這樣在構(gòu)圖上看起來(lái)非常不舒服。于是我做了一些垃圾和樹(shù)葉來(lái)破破過(guò)切的畫(huà)面。（圖24）

圖24

場(chǎng)景中其他材質(zhì)的思路基本跟這基本大同小異，不廢話了。

關(guān)于貼圖方面，好萊塢材質(zhì)藝術(shù)家Leigh van dar Byl有篇帖子對(duì)材質(zhì)繪制的流程及思路做了非常深入的闡述，等有機(jī)會(huì)我整理出來(lái)跟大家一塊分享。

關(guān)于渲染，因?yàn)閳?chǎng)景比較復(fù)雜，而人物的群集動(dòng)畫(huà)因?yàn)椴恢�名的原因無(wú)法導(dǎo)入Max 2011，所以分層渲染是在所難免的。（圖25）

圖25

特別讓我懊惱的一點(diǎn)是，F(xiàn)inal render 不能直接支持AO的渲染�，F(xiàn)有的做法是通過(guò)設(shè)置全局材質(zhì)替換的方法來(lái)解決的，我先在Final Render的全局材質(zhì)選項(xiàng)中指定AmbientOcclusion材質(zhì)，然后再單獨(dú)開(kāi)啟AO的渲染元素。但是這樣一來(lái)，我要求出一套完整的分層渲染，意味著就要花兩倍的時(shí)間。按理來(lái)說(shuō)Final Render也是經(jīng)過(guò)《2012》大片的考驗(yàn)的，怎么AO的渲染流程這么麻煩？（圖26）

圖26

合成
合成的難點(diǎn)有兩個(gè)，一個(gè)是場(chǎng)景合成，另外一個(gè)就是實(shí)景的人物摳像（Roto）。

場(chǎng)景的常規(guī)合成基本就是圖層的疊加跟合并，沒(méi)有什么好說(shuō)的。稍微有點(diǎn)難度的地方是前景玻璃與群集人物的合成。

飛行器的運(yùn)動(dòng)模糊使用Nuke 6 版本自帶F_MotionBlur節(jié)點(diǎn)就可以得到不錯(cuò)的效果。霧效我使用GenArts Sapphire OFX下的S_ZFogExponential節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣畫(huà)面的空間感跟層次感能更豐富一些。（圖27）

圖27

Roto全稱Rotoscoping。這種技術(shù)源自于二十世紀(jì)早期的動(dòng)畫(huà)對(duì)位技術(shù)。在當(dāng)時(shí)，為了制作出更流暢的人物動(dòng)畫(huà)來(lái)，通常的做法都是拍好真人的表演動(dòng)作，然后動(dòng)畫(huà)師在現(xiàn)有表演動(dòng)作的基礎(chǔ)上重新繪制角色動(dòng)畫(huà)。而后，隨著電影特效的發(fā)展，好萊塢借鑒了這項(xiàng)技術(shù)并把一切類似的對(duì)位工作統(tǒng)稱 Rotoscoping。現(xiàn)今，在好萊塢的電影制作中但凡要涉及合成的鏡頭，幾乎都會(huì)用到Roto。只要你細(xì)心留意國(guó)內(nèi)外大片片尾的工作人員，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一堆做Roto的。

在實(shí)際的電影拍攝中，不可能什么鏡頭都在藍(lán)綠屏前拍攝的。其一要把藍(lán)綠屏前的光布得跟實(shí)景的自然光一樣是一件很困難的事情。其二是在藍(lán)綠屏前拍攝的對(duì)象在合成時(shí)會(huì)碰到與背景比例關(guān)系問(wèn)題，其三，兩次拍攝固定鏡頭還無(wú)所謂，一旦牽扯到攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)，兩次運(yùn)動(dòng)軌跡的對(duì)位將是讓人抓狂的頭疼問(wèn)題。在不借助Motion Control （攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)）的情況下，幾乎是沒(méi)有可能保證兩次攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡的完全一致性，但就合成來(lái)說(shuō)兩次攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡只要有點(diǎn)偏差不管合得好還是不好一眼就能看出破綻。基于此，普遍的做法就是在實(shí)際拍攝的畫(huà)面中把人的動(dòng)作或其它拍攝對(duì)象的移動(dòng)用關(guān)鍵幀的辦法來(lái)繪制生成合成所需的遮罩。（圖28）

圖28

在實(shí)際的拍攝中，場(chǎng)面的拍攝調(diào)度往往會(huì)融合了煙火、天氣等各種實(shí)拍特效，Roto相對(duì)來(lái)說(shuō)是最理想的解決方案。

Roto是一個(gè)技巧性很強(qiáng)的工作。如果說(shuō)一個(gè)鏡頭中要分離運(yùn)動(dòng)中的人物，你一口氣想用一個(gè)Mask把整個(gè)人物給扣出來(lái)，人物沒(méi)啥大的動(dòng)作時(shí)還好說(shuō)，稍微復(fù)雜點(diǎn)的動(dòng)作就能讓你累得吐血。我之前干過(guò)這樣的蠢事，所以花了非常多的時(shí)間來(lái)弄明白R(shí)oto的本質(zhì)含義。通常，你要扣一個(gè)人物，都是把運(yùn)動(dòng)的物體根據(jù)運(yùn)動(dòng)幅度的變化來(lái)分成相對(duì)應(yīng)的Mask，然后單個(gè)部分手動(dòng)調(diào)整，幾個(gè)部分最后合成一個(gè)有效的Matte。（圖29）

圖29

就拿這個(gè)西直門(mén)這個(gè)鏡頭來(lái)說(shuō)，我把主體人物分成了頭發(fā)、頭、軀干、左手、右手等五個(gè)部分。頭、軀干等實(shí)體部分按照本身形狀單獨(dú)調(diào)整就行，這沒(méi)有什么難度，就是體力活。需要注意的一點(diǎn)是，剛開(kāi)始在給Mask K關(guān)鍵幀的時(shí)候兩關(guān)鍵幀最好是有一定的間隔，然后再逐步的細(xì)化。千萬(wàn)不要不用一上來(lái)就逐幀調(diào)整，因?yàn)橹饚�調(diào)整很容易導(dǎo)致最后生成的Matte出現(xiàn)邊沿抖動(dòng)的問(wèn)題。在Roto的時(shí)候盡量讓兩關(guān)鍵幀自動(dòng)生成的Mask來(lái)形成對(duì)位遮罩。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題上的處理上我做的也不是特別好，仔細(xì)留意的話還是能發(fā)現(xiàn)Roto邊沿的抖動(dòng)問(wèn)題，之所以專門(mén)提出來(lái)可以說(shuō)是從失敗中汲取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

把摳像對(duì)象的局部分解，最大的好處還在于因?yàn)榫植縿澐炙鶐��?lái)的針對(duì)性以及解決實(shí)際問(wèn)題的手段豐富性。在這個(gè)特效鏡頭中，被扣對(duì)像的頭發(fā)處理是個(gè)很麻煩的問(wèn)題，但是如果把頭發(fā)的部分用亮度鍵控來(lái)針對(duì)解決的話就相對(duì)會(huì)容易很多。另外，如果分解出來(lái)的局部要是有明顯的跟蹤點(diǎn)的話，你可以使用單點(diǎn)跟蹤然后把運(yùn)動(dòng)軌跡再匹配給Mask，這樣調(diào)整Mask時(shí)只用做一些局部的小調(diào)整，效率會(huì)相對(duì)提高很多。（圖30）

圖30

Nuke提供了非常強(qiáng)大一套roto工具。最終合成的鏡頭。（圖31）

圖31

合成的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。（圖32）

圖32

結(jié)語(yǔ)
盡管整個(gè)鏡頭還存在這樣或那樣有待改進(jìn)的地方，比如，飛行器飛過(guò)的時(shí)候可以讓地上的樹(shù)葉飛揚(yáng)起來(lái)，而摳出來(lái)的人物也都還可以再加強(qiáng)一下主光源的細(xì)節(jié)處理，但是總的來(lái)說(shuō)，希望在這個(gè)鏡頭中解決的主要技術(shù)問(wèn)題都已經(jīng)解決。

在制作這個(gè)鏡頭的過(guò)程中很多東西都是現(xiàn)學(xué)的，所以不管是技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)還有技巧上都難免存在著諸多不足。所以，強(qiáng)烈歡迎各路后期高人相互間有建設(shè)性的深入探討。