浅谈影视后期制作中的跟踪技术
摘要：影视技术的飞速发展为广大的观众带来了空前视觉盛宴，从电影胶片到模拟电视，再到数字电视，直至现在的3D影院，清晰逼真的画面、震撼的影响效果和感官享受令人叹为观止。该文将从一个侧面——影视后期制作中的跟踪技术的应用，为读者揭开数字影视震撼画面的制作的神秘面纱。
关键词：影视后期制作；跟踪技术；After Effects；特效；合成
中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)01-0157-02
On the Video Post-production in Tracking Technology
WANG Guang-xing, DONG Qing
(Jiujiang University, Jiujiang 332005, China)
Abstract: The rapid development of video technology for the majority of viewers unprecedented visual feast,from film to analog TV to digital TV,up to now,3D cinema,clear and vivid picture of the impact of shock effects and sensory enjoyment amazing.This article from one side—in film and television post-production tracking technology,digital video shocking for readers uncover the mystery of the screen production.
Key words: video post-production; tracking technology; After Effects; Special effects; Synthesis
随着影视技术的飞速发展，影视后期合成技术也得到了促进和发展，它是一门新兴的学科，是传统影视技术、数字影视技术和计算机技术的综合体，它的出现是科技进步的必然结果，也是大众对影视作品高层次追求的必然需求。数字电影、电视栏目包装、广告制作、影视动画、网络游戏等各个领域都应用到了影视后期合成技术。
通过影视后期合成技术，制作人员可以创出想象的各种形象和动画，轻而易举的再现远古生物和由于客观因素无法达到的自然现象，如恐龙、外星生物、宇宙星球等，丰富了观众的形象空间，开拓了视野。
1影视后期合成的基本涵义
影视后期合成分为后期制作和特效制作两个部分，后期制作又分为线性编辑系统和非线性编辑系统。线性编辑是一种磁带的编辑方式，是利用电子手段，根据节目内容的要求将素材连接成新的连续画面的技术，通常使用组合编辑将素材顺序编辑成新的连续画面。缺点是素材不能做到随机存取；模拟信号经过多次复制后信号衰减严重，画面质量降低；不能够对半成品完成随意的插入或删除操作；所需设备较多，安装调试较为复杂；创作人员的创造性难以发挥。
非线性编辑主要是借助计算机来完成数字化制作。它是利用硬盘、磁带、音频信息等媒介任意的存储信息，信息存储是并列平行的，与信息接收的实践等因素无关。非线性编辑集录像机、切换台、数字特效机、编辑机、调音台、MIDI创作等设备于一身，概括地说，非线性编辑具有信号质量高、制作水平高、节约成本、保护投资、网络化这方面的优越性。非线性编辑技术已经成为了电影电视节目制作的一种主流技术。
影视合成技术是多种画面和效果合成的一种技术，是指用特殊的技术手段来表现常规情况下和正常的手段及技术所无法实现的场景，也称为特效或特技，通常采用模型，特效动画软件等手段来表现剧情需要的人物、景物等场景，如模拟飞机相撞、星球爆炸、云雾、雨雪等自然现象，还可以实现人物变形、生物变异等具有科幻色彩的故事情节和场景。
影视后期合成软件有好类，如三维角色场景动画，粒子系统，多层合成以及特效等。在这里我们重点研究多层合成以及特效软件，如Adobe After Effects、Combustion、Shake、Vegas、VideoStudio、Premiere、Edius等。影视后期合成分为视频合成和非线性编辑两个部分，两者缺一不可。视频合成用于对众多不同元素的进行艺术性组合和加工，实现特效、剪辑和片头动画，而非线性编辑可以实现对数字化的媒体随机访问、不按时间顺序记录或重放编辑。AE擅长视频合成。特别是AE的跟踪技术在众多的影视特效种最为常见。
2跟踪技术介绍
影视后期合成主要包括抠像、调色和跟踪三个重要的技术，在这里我们主要研究跟踪技术在影视后期编辑合成中的应用。在一个图片场景中，我们可以使用Photoshop平面合成工具通过抠像和调色完成合成；而在一个视频场景中，背景经常是运动的，这样我们就需要使用跟踪技术跟随背景运动。跟踪技术，顾名思义，就是对画面上的内容进行跟随操作。跟踪是这样一个过程：选择画面上的一个特征区域（有时称为跟踪点），由计算机自动地分析在一系列图像上，这个特征区随时间推进发生位置变化。跟踪得到的结果是一系列的位移数据。一般来说，软件会让使用者指定一个矩形的区域，作为特征区。这个区域应该满足这样一些条件：区域内的画面有明显的颜色或亮度差异，区域内物体形状没有明显的变化，区域内的物体不会长时间被其它物体遮盖。这样的特征区便于软件搜索查找，同时不会因为被遮挡而使软件失去其踪迹。软件还会让用户指定一个搜索区域，这个区域比特征区大，应该包含特征区在下一帧画面上出现的范围。在下一帧，软件就会在搜索区内查找特征区的位置，计算出位移量，并根据特征区的新位置，自动设置新的搜索区，以便在下一帧的查找。利用这个搜索区，可以让软件把搜索局限在一个较小的范围，而不用在整个画面上搜索。这样既提高搜索速度，又减少出错的可能。不过搜索区的范围必须设得合适，太大会降低搜索效率，太小则特征区有可能移出搜索区之外，从而使跟踪失败。
我们使用这些位移数据最常见的用法是，把另外一个画面中的物体按照这个不断变化的位置贴到刚才跟踪的画面上；也可以利用这些数据，例如在一座大楼上增加一个光点。我们把跟踪画面向反方向移动相应距离，就可以抵消原来镜头的运动，使特征区域在画面上保持在原来位置上，就好像摄影机固定的一样。这就叫稳定。只利用一个特征区的跟踪和稳定，称为一点跟踪，是跟踪最简单的情形，因为这种跟踪只能得到位移信息。但摄影机镜头的运动方式远非如此简单：镜头的推拉和变焦会产生图像的放大缩小，镜头的转动会造成画面旋转。一点跟踪无法得到这类信息。但如果同时跟踪画面上相对位置不变的两个特征区，得到两个位置点，就可以从两点间距离的变化推知画面的放大和缩小，从两点间连线的角度变化，得到画面的旋转，所以两点跟踪比一点跟踪更进一步，通过它可以得到画面放缩和旋转的信息。镜头的运动还常会造成画面透视的变化，例如摄影机围着一台电脑显示器转动，显示器屏幕的透视就会改变。如果我们同时跟踪屏幕的4个点，就可以模拟这种透视变化，把一幅画面准确地贴在显示器屏幕上，这就是四点跟踪。当然，摄影机运动造成的画面变化远不止这些，目前较新的软件都引入了多点跟踪，它们通过对大量跟踪点的运动进行分析，可以准确地得出摄影机实际运动的轨迹。对于二维的画面而言，要重现摄影机复杂运动造成的各种变化几乎是不可能的，但对于三维软件而言，这种摄影机轨迹可以用来控制虚拟摄影机，使三维生成的图像与实拍镜头的摄影机运动相吻合，这样就可以方便地进行合成了。
3跟踪技术应用
为了方便后期的跟踪处理，在实拍合成镜头的素材之前，必须要设计镜头的运动，按照跟踪的需要布置好跟踪点。有时候画面上自然形成的高反差点可以作为很好的跟踪点，比如楼房的角点，远处墙上的显眼招牌等；有时必须自己设置跟踪点，比如在要跟踪的位置上画上颜色鲜艳的十字形，或固定一些气球之类物体。其原则就是：首先跟踪点要与周围画面形成鲜明的反差，其次跟踪点的形状不要随镜头的运动而变化，此外还要布置足够的跟踪点。当镜头移动时，一些跟踪点会移出画外，或被遮挡，这时应有足够的其他跟踪点来保证跟踪仍可进行。设置跟踪点时还要注意，一般人工设置的跟踪点在最终合成画面上都必须去掉，如果合成时正好可以用前景物体把它盖住是最好不过了，如果不行可能就得用手工的画面修补方法把它去掉。如果是这样，设置跟踪点时还必须考虑以后便于修补，还会造成太大的麻烦。一点跟踪常见于科幻片中飞碟的移动、火焰的移动等；两点跟踪常见于钟摆、追逐等场景；多点跟踪常见于相册翻动等复杂场景。跟踪技术的应用，使创作人员创作出了更美妙、更震撼的影视画面，极大激发了创作人员的创作灵感。
4结论
影视后期合成中的跟踪技术极大地方便了影视后期创作人员创作出更为出色的影视效果，更能发挥创作人员根据剧情需要的丰富的想象力和创造性。影视后期合成中跟踪技术的应用极大程度提高了创作人员的工作效率，为创作高质量的影片特效奠定了基础。
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