企业宣传片制作合成中常用技术—通道提取

随着数字技术的进步，通道提取（Matte Extraction）成为数字合成的重要功能。我们常把通道提取称为抠像，这相当形象。

通道提取

蓝屏幕技术（Blue Screen）是提取通道最主要的手段。它是在拍摄人物或其他前景内容，然后利用色度的区别，把单色背景去掉。所以蓝屏幕技术有个学名叫色度键（Chroma Keying）。数字合成软件允许用户指定一个颜色范围，颜色在这个范围之内的像素被当作背景，相应的Alpha通道值设为0；在这个范围之外的像素作为前景，相应的Alpha通道值设为1.所以首要的原则就是前景物体上不能包含所选用的背景颜色。专业软件一般还允许设定一定的过渡颜色范围，在这个范围之内的像素，其Alpha通道设为0到1之间，即半透明。通常这种半透明部分出现在前景物体的边缘。适当的半透明部分对于合成的质量非常重要，因为非此即彼的过渡显得很生硬，而且在活动的画面上很容易发生边缘冷却等糟糕的后果。

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，也比较方便处理。我国一般用蓝背景，在欧美国家绿屏幕和蓝屏幕都经常使用，尤其在拍摄人物时常用绿屏幕，一个理由是很多欧美人的眼睛是蓝色的。

有时候可以使用明亮晴朗的天空作为蓝屏幕的替代物。为了便于后期制作时提取通道，进行蓝屏幕拍摄时，有一些问题要流量：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，背景颜色必须一致，光照均匀，要尽可能避免背景或光照深浅不一，有时当背景尺寸很大时，需要用很多块布或板拼接而成，要蓝色反光。总之，前期拍摄时考虑得越周密，后期制作越方便，效果也越好。

有时候需要抠像的画面比较困难，用前面所讲的原理很难得到理想的效果。比如非常细小的物体，或者是半透明的物体，例如头发丝、烟雾、纱；或丝绸、水流、玻璃等。有些合成软件专门针对这些情况设计了更加复杂的抠像算法，可以得到满意的效果，例如著名的抠像工具Ultimatte\Primatte，另外Inferno/Flame/Flint等软件中的模块化抠像也可以得到满意的效果。

利用色度的差别进行抠像并不是唯一的办法，人们还经常利用亮度的区别进行抠像，这称为亮度键（Luminance Keying）。这种方法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、烟雾等常常使用这种办法。

还有一种利用两个画面的差异来提取通道的方式，称为差异键（Difference Keying）。其基本思想是，先把前景物体和背景一起拍摄下来，然后保持机位不变，去掉前景物体，单独拍摄背景。这样拍摄下来的两个画面相比较，在理想状态下，背景部分是完全相同的，而前景出现的部分则是不同的，这些不同的部分，就是需要的Alpha通道。有时候没有条件进行蓝屏幕抠像时，就可以采用这种手段。但是即使机位完全固定，两次实际拍摄效果也不会是完全相同的，光线的微妙变化、胶片的颗粒、视频的噪波等都会使再次拍摄到的背景有所不同，所以这样得到的通道通常都很不干净。不过在实际制作中，有时这是唯一可行的办法，总比完全手工绘制通道强吧。这样得到一个粗略的通道后，再用手工清理，也会大大降低工作量。

当这些自动手段无法实行时，就只好采取"简单粗暴"的办法，手工制作挡板。用画笔手工绘制通道从黑白电影时代就开始采用，直到现在有时还会使用，只不过现在都是用绘 图软件或合成软件的绘图功能在计算机上绘制了。手工绘制通道不仅十分费时费力，而且很难得到高质量的挡板。物体边缘的黑边、锯齿、闪动等都是常见的问题。另一种稍"文明"一点的方式是用曲线勾勒物体边缘。制作师可以选取一些关键帧，在这些帧上用曲线色出物体轮廓，对于在这些帧之间的其他帧，软件会自动计算曲线的形状。但是由于物体的运动不是完全规则的，所以自动计算的曲线不一定能很好地与物体吻合，这里就需要在这些帧之中选出更多的关键帧，用手工调整这些新的关键帧上的曲线。这个过程会不断重复下去，直到所有帧上曲线和物体都很好地吻合。这常常意味着每帧都是关键帧！这种工作当然也是非常繁重的，但比绘制通道要好得多。即使每帧曲线都需要手工调整，软件不是帮助你把大部分调整工作自动完成了，一般只需要很小的调整。而且这样得到的通道质量较高，运动曲线产生的边缘不容易冷却或出现锯齿。

在实际制作中，这些手段通常都不是单独使用的，而是若干种方式结合使用。即使对于蓝屏抠像，也常常需要用手工方式把背景上某些杂物挡去，这称为垃圾挡板。对于画面的不同部分，常常需要用不同的参数来进行抠像，才能获得最佳效果。最后产生的通道很可能还需要用手绘的方式加以修补。总之，高质量的通道是高质量合成的前提，为此，必须调动一切可能的手段（包括前期和后期），来确保通道的质量。

另外，在制作通道时必须注意，即使每一帧的通道看起来都无懈可击，但当画面连续播放时，摇晃一类的感觉，对于活动画面的通道制作，必须经常连续播放合成画面，以便发现此类问题，及时纠正。