影視后期制作技術綜述  
     
 

           電影電視媒體已經成為當前最為大眾化,最具影響力的媒體型式。從好萊塢電影所創造的幻想世界,到電視新聞所關注的現實生活,到鋪天蓋地的電視廣告,無不深刻地影響著我們的世界。過去,影視節目的制作只是專業人員的工作,似乎還攏罩著一層神秘的面紗。十幾年來,數字技術全面進入影視制作過程,計算器逐步取代了許多原有的影視設備,在影視制作的各個環節發揮了很重大的作用。但是直到不久之前,影視制作使用的一直是價格極端昂貴的專業硬件及軟件,非專業的人員很難有機會見到這些設備,更不用說熟練掌握這些工具來制作自己的作品了。隨著PC性能的顯著提升以及價格上的不斷降低,影視制作從以前專業等級的硬設備逐漸向PC平臺上轉移,原先身價極高的專業軟件逐步移植到PC平臺上,價格也日益大眾化。同時影視制作的應用也從專業的電影電視領域擴大到計算機游戲、多媒體、網絡、家庭娛樂等更為廣闊的領域。許多在這些專業領域的從業人員與大量的影視愛好者們現在都可以利用手中的計算機來制作自己的影視節目。
           許多人接觸到影視節目制作,是從3D計算機動畫開始的,直到目前,了解乃至掌握3D計算機動畫制作的人員很多,介紹這方面的書籍也不少,而對于影視后期制作,多數人并不太了解,相關的書籍也較少,而且一般也只關心某一軟件的操作使用,而對于影視后期制作的基本流程和原理卻不甚重視,希望讀者能透過本書,不但可以了解和掌握軟件的使用,同時也對影視后期制作的整個過程有一個比較全面的了解。
          1. 影視后期制作概況
          影視節目的制作是一個相當復雜的過程。由于影視節目本身的多樣化,從耗資巨大的電影制作到個人制作的家庭錄像帶,可以說有天壤之別。雖然這些節目的使用意圖,編列的制作預算,投入的人力物力都有很大的區別,但其制作過程卻有相當的共同之處,一般來說,影視節目的制作可以分為前期制作,實景拍攝,和后期制作三個主要階段。
          前期制作是籌劃與準備的階段,對于電影制作來說,這個過程多半是從劇本開始,然后是制定預算、籌募資金、選定拍攝地點、挑選演員、組成攝影小組等一系列復雜的過程。而對于個人制作者來說,這也許不過是突發奇想,然后拿起自己的攝影機,拍攝周遭環境人物短短數分鐘互動的事。
拍攝階段就是利用攝影機記錄畫面的過程,這時拍攝的素材可以說是構造最終完成片的基石。
          當主要的拍攝工作完成后,就到了后期制作階段。傳統上這個階段的主要工作是剪輯,把拍攝階段得到的散亂素材剪輯成為完整的影片。一般在電影的拍攝過程中,實際拍攝的素材是最終剪輯完成影片長度的數倍甚至數十倍。剪輯師要從大量的素材中挑出最滿意的素材并把它們按照適當的方式組織在一起。后期制作還包括聲音的制作與合成。一般只有到這個階段,當多余的素材已經去掉,鏡頭已經組合串聯在一起,畫面與聲音已經同步,才可以看到影片的全貌。因為影片的大量信息和涵義,并不是包含在某一個鏡頭的畫面中,而正是包含在一連串畫面的組合當中,包含在畫面與聲音的聯系中,毫不夸張地說,影視藝術有很大的程度上正是表現在后期制作之中的。
          傳統的電影剪輯是真正的剪接,拍攝所得到的底片經過沖洗,要制作一套工作樣片,利用這套樣片進行剪輯。剪輯師從大量的樣片中挑選需要的鏡頭,用剪刀將膠片剪裁,再用膠帶或膠水把它們黏在一起,然后在剪輯臺上觀看剪輯的效果,這個剪裁、黏貼的反復過程要不斷重復直到最后看當滿意的結果。這個過程直到現在仍然很常見,雖然看起來很原始,但這種剪接卻是非線性的。剪輯師不必從頭到尾順序地工作,因為他可以隨時將樣片隨時從中間剪裁,插入一個鏡頭,或者直接剪掉一些畫面,都不會影響整個片子。但這種方式對于很多制作技巧是無能為力的。剪輯師無法在兩個鏡頭之間制作一個特效融合的畫面,也無法調整畫面的色彩,所有這些技巧都只能在沖印過程中完成,同時剪刀和漿糊的手工操作效率也很低。
           傳統的電視編輯則是在剪輯設備上進行的。剪輯設備通常由一臺放影機和一臺錄像機組成,剪輯師通過放影機選擇一段適合的素材,然后把它記錄到錄像機中的磁帶上,然后在尋找下一個鏡頭。此外,高級的剪輯設備還有很強的特效功能,可以制作各種畫面的融合與特效過場,可以調整畫面的顏色,也可以制作字幕等。但是由于磁帶記錄畫面是順序的,無法在已有的畫面之間插入一個鏡頭,也無法刪除一個鏡頭,除非把其之后的畫面全部重新錄制一遍。所以這種編輯叫做線性編輯,它給編輯人員帶來了很多限制。
           我們可以看到傳統的剪輯方法雖然各有特點,但又都有很大的局限性,大大減低了剪輯人員的創造力,并使寶貴的時間浪費在煩瑣的操作過程當中。基于計算機科技的數字化非線性編輯技術使剪輯的方法得到很大的進步發展的空間。這種技術將素材記錄到計算機磁盤中,利用計算機的運算與數據讀取與儲存進行剪輯的過程。它采用了電影剪輯的非線性模式,但用簡單的鼠標及鍵盤操作替代了剪刀和漿糊式的手工操作,剪輯結果可以馬上回放觀看,所以大大提升了制作的效率。
           隨著影視制作的迅速發展,后期制作又肩負起了一個非常重要的職責:
           特效鏡頭的制作—特效鏡頭是指拍攝無法直接得到的鏡頭。早期的影視特效大多是通過模型制作、特殊攝影、光學合成等傳統手段完成的,主要在拍攝及沖印的階段中完成。計算機數字的使用為特效制作提供了更好更多的手段,也使許多過去必須使用模型和攝影技術完成的特效可以透過計算機科技來制作完成,所以更多的特殊效果就成為了后期制作的工作。
           特效鏡頭無法拍攝到一般是由于兩種原因,一是拍攝對象或環境在現實生活中根本不存在,或者即使存在也不可能拍攝到,例如恐龍或是外星人;二是拍攝的對象和環境雖然在實際生活中存在,但無法同時出現在同一個時空中,例如影片的主角從劇烈的爆炸場景中逃生。

 
 






 
     
 

           對于第一種困難,就必須利用別的東西來模仿拍攝的對象,常用的手段包括制作模型,利用對人的化妝來模仿其它生物以及計算機的3D動畫,實際上3D計算機動畫也是一種模型,只不是它是存在在計算機中的虛擬模型而已。總之要解決這類問題,需要用一種無中生有的辦法。
           對于第二種困難解決的方法就是合成。既然拍攝的對象都是存在的,就可以單獨拍攝他們,然后在分別把拍攝的這些畫面合成起來。過去,合成主要依靠特效攝影和沖印時的技巧來完成,但計算機數字合成技術的快速發展使這些方式都相形落伍了。在近年來特效電影的迅速發展,并帶動了整個電影工業的成長。計算機數字合成技術與3D計算機動畫有很大的差別,它本身不是無中生有的一種技術,而是利用已有的素材畫面進行組合,同時可以對畫面進行大量的修飾、美化。可以說是一種錦上添花的一種技術。
           對于電視節目來說,我們經常可以看到這樣的畫面,畫面本身就是由很多沒有關聯的物體組合而成,顯然不是透過拍攝,而是透過合成得以的。例如很多電視片頭,廣告,MTV等節目就是如此。這時合成的首要逃條件不是真實感,而是純粹的審美和形式感,但從合成的技術方式來說與擬真的合成沒有太大的差別。
           經由以上的介紹,我們大致總結出影視后期制作的樣貌:利用實景拍攝所得到的素材,透過3D計算機動畫和合成的技術來制作特效鏡頭,然后把鏡頭剪接組合在一起,形成完整的影片,并且為影片制作聲音。在以下圖中我們可以看到電視數字后期制作的基本流程。目前大部份的電視節目,從廣告、片頭、MTV、電視劇等都是按這樣的工作方式制作出來的。
           2. 數字合成技術概論
           提到數字合成技術,恐怕朋友們沒有像對3D計算機動畫那么熟悉。其實在數字影視技術應用越來越廣泛的今天,作為其中一個獨立科目的數字合成技術,在影視制作中扮演著絲毫不比3D計算機動畫技術遜色的角色。可以毫不夸張地說,數字合成技術是現代影視制作中應用最為廣泛的一個數字技術。幾乎所有好萊塢現代大制作影片都使用了數字合成技術。
          為什么大多數人或計算機動畫的愛好者對數字合成技術的認識較為膚淺?造成這一個狀況的原因是多方面的。首先,數字合成技術的應用非常的廣泛,正因為如此,人們在各種影視作品中經常都能看到,反而對其習以為常,而沒有去進行深入的思考;其次,即使人們注意到一些非常精彩的計算機特效畫面,而吸引我們大部份注意力的,往往又是畫面中的3D計算機動畫的部份,卻忽略其中數字合成技術所扮演吃重角色的部份。
          人們看到侏羅紀公園、星際大戰、黑客帝國等電影時,一般都會對其中的計算機特效畫面嘆為觀止,有心的觀眾又會對其中的計算機3D特效做出自己的評論或想象,而很少會有人能考慮到3D計算機動畫所做出的恐龍、外星人等等角色是如何在真實的場景中進行表演的。而數字合成技術正是能解決這一問題的有力工具。此外,還有很多人們看不到的特效,如阿甘正傳中的阿甘與肯尼迪總統握手的畫面,計算機特效在這樣畫面中的應用更不容易引起人們的注意,但只有透過數字合成技術的應用(計算機3D技術對這種畫面的處理也經常無能為力),我們才能看到這些精彩且不可思議的畫面。
           這些美國好萊塢的電影與我們一般人相距太遠,無論其制作所用的硬件及軟件,還是制作人員的經驗水平恐怕都是一般人難以迄及的。既然如此,讓我們回到最為普通而熟悉的電視上吧。大家在電視中經常看到的電視片頭、MTV、廣告片等大都用到了數字合成的技術,只是粗心的我們很少對其做出深入仔細的思考罷了。雖然數字合成技術所使用的硬件及軟件工具多種多樣,性能與操作方法也各不相同,但是殊途同路,合成的基本概念與方法都是一致的,合成的經驗取得及制作能力也是一個由淺入深,由低到高的一個循序漸進的過程,大部份的一般人完全有可能透過現有各種較為方便的數字合成工具的使用和訓練,逐漸掌握數字合成技術的本質和精髓,進而成為經驗豐富、技術高超的制作人員,隨心所欲地做出各樣精美的計算機動畫特效鏡頭。
           3. 數字合成技術的基本概念
          自從電影電視發明以來,合成技術在影視制作工業的流程中就成為必不可少的一個環節。那么什么是合成?合成技術是指將多種原始素材混合成單一復合畫面的處理過程。早期的影像合成技術主要是在膠片、磁帶的拍攝過程以及膠片洗印過程中完成的。技術雖然較為落后,但效果也是非常不錯。例如畫面的重迭與融合等合成的方法與技術都在早期的影片制作中得到廣泛的應用。在集傳統電影特效技術之大成,代表喬治盧卡斯極其豐富的想象力和導演才能的里程卑式的電影「星際大戰」中,我們就可以看到傳統合成技術的成功范例。而數字合成技術,相對于傳統合成技術而言,則主要是運用先進的計算機圖學的原理和方法,將多種素材整合進計算機經過數字化后,利用計算機將其編輯合成為單一圖象,然后輸出至磁帶或膠片上一系統完整的處理過程。在計算機進入圖象領域之前有很長的時間,合成技術在影片制作中有著極為廣泛的應用,其合成效果也具有很高的水平。這一點從「星際大戰」中那些令人眼花繚亂,難以置信的特效畫面就可得到充分的證明。而隨著計算機處理速度的提高以及計算機圖學理論的發展,數字合成技術在影片制作的需求上也有了很廣泛的應用。影片藝術工作者在使用計算機進行合成的操作過程中強烈地感受到數字合成技術極大的便利性和多樣性,合成作品的效果也比傳統合成技術更為精美,更加不可思議,這也成為推動數字合成技術發展的巨大動力。在數字合成技術的發展過程中,又有一掛計算機圖學技術方面的專家以極大的熱情投入到這一領域中,在技術的發展以及與藝術的結合方面作出了卓越的成績,在他們的努力之下,我們今天非常幸運地擁有各種強大的數字合成技術與工具,這些工具均包括軟件與硬件兩大項目。
       4. 數字合成技術的應用實例
       如今我們所擁有的名種功能強大的數字合成工具,包括硬件和軟件兩個領域,如今較為流行的數字合成軟件有:PAINT、AFTER EFFECT、MAYA FUSION、FLINT/FLAME/INFERNO等,這些軟件的功能都非常地強大,而且在此基礎上又有各自獨特而擅長的功能,以處理各種不同的合成特效畫面?
        而在硬件方面,以前功能強大的數字合成軟件對硬件性能的要求很高,因此大多是運行在高效能圖形工作站上,例如SGI的OYNX、OCTANE等,在這些高性能的工作站上有很多專業的數字合成軟件,其功能都非常強大。其中最具有代表性的是美國DISCREET LOGIC公司。AUTODESK公司的子公司DISCREET LOGIC是一家著名的專門研發和生產影片后期數字非線性編輯,特效制作系統的專業公司,它提供了一整套非常完善的影片后期數字合成制作工具,它的產品曾多次得到各種獎項,是被世界公認最優秀的制作系統…
       5. 數字合成的原理
       合成,可以這樣來定義:透過各種操作把兩個以上的素材合并為單一的圖像。這裹包含著這樣的過程:要透過各種操作使來源素材適合用于合成,要透過各種方式使多個素材合并到一起,這個過程既包含著許多的技術和方法,又有許多藝術方面的思維,因此一個專業的合成人員對于合成的過程中在技術和藝術上都要有比較深入的了解。判別合成后的質感的最終標準是人眼,即合成畫面看起來正不正確。在這裹一切技術原則最后都要符合這個原則。因為合成的最終目的是讓觀眾用來觀看的,而人眼對于畫面的真實感有著本能的辨別能力。對于合成人員來說這種能力是至關重要的,他必須比觀眾更為敏銳,不僅要能查覺出畫面是不是有問題,還必須找出問題的原因及解決的方法。沒有敏銳的觀察力,很難成為優秀的合成人員。
        以上的定義是針對影像的制作過程,而我們討論的主要對象是動態影像,單張影像是構成動態影像的基本單位,所以上述定義和以下要談到的技術原理對于動態劉像都是適用的。
       6. 數字影像的原理
       影像是合成處理的基本元素。在現實生活中,它可以指事物在人眼中的表象,也用來指照片等具體化的圖家。其基本特點是平面化的,是立體的由三度空間的世界投射到一個二度空間的平面上的結果。我們用于數字合成的圖像,一般有三種來源:利用攝影機及照相機實際拍攝得到的畫面;人工繪制的畫面;由經過計算機圖學計算所生成的畫面(Computer Generated Images,簡稱CGI),一般是3D計算機動畫軟件產生的。CGI和人工繪制的數字畫面,本身就存在計算機中,無需數字化的過程,而其它圖像的來源都必須經過數字化,才能被計算機所認識,進而用于合成。這種數字化一般有兩種方式:掃描,可以利用一般常見的掃描機來掃描照片及繪畫等,或利用專門的膠片掃描機將電影膠片掃描到計算機中;另一種是影片擷取,一般是利用影片擷取卡將攝影機或是錄像帶上的畫面與聲音的模擬訊號擷取到計算機中。
        在現實中我們無法把事物劃分為最小單位,但在計算機中則必須定義組成圖片影像的最小單位,否則計算機就無法記錄及計算。圖像的構成單位稱為圖素(Pixel),每一個圖素是該圖像的基本單位,而每一個圖素都有其顏色的表示數值(RGB)。
         當圖素單位定義得足夠細超過肉眼能夠辨識的能力,我們就不會再看到單獨的圖素,而只會看到整體的圖像。將圖像劃分為多少的圖素,也就是畫面的分辨率,是數字影像質量好壞的重要參考依據,劃分越細,當然畫面的質量越好,但其檔案量越大,處理所需的計算量也越大。所以分辨率并非越大越好,而應該根據實際用途的需要來做取舍。在影片制作的領域中,常看到的分辨率如下:
          用途分辨率單張未壓縮檔案量

          網絡視訊影片240 X 180120 KB

          VCD 352 X 240240 KB

          PAL & NTSC768 X 5761.2 MB

          35 mm 電影影片2048 X 15369 MB

          70 mm 電影影片4048 X 307236 MB

          當我們把圖像畫分為圖素后,接踵而來的問題就是如何表示圖素的色彩。從色彩學的原理可以知道,人們能感受到的顏色,基本上可用紅(R)、綠(G)、藍(B)三種色彩按照一定比例混合而得。因此可采用RGB色彩系統來表示顏色,以紅、藍、綠作為基本顏色,即三原色。1表示某種原色在其中達到最大的強度,而0表示該原色在其中完全沒有。從0到1之間的中間值表示其在最大強度的百分比。
          用一個小數來表示原色的強度雖然很準確,但給計算機的儲存和計算帶來很大的困擾,因為計算機進行整數計算遠比小數來得快。所以人們希望用整數來表示顏色,通用的辦法就是不用1,而是用一個比較大的整數來表示最下的強度,中間的小數也按比例放大。我們通常把這個數值定為255,因為它剛好是八次方的二進制制數所能表示的最大整數,這樣每種原色用八次方的二進制法來記錄,而每個圖素就需要24位,這時圖像的色彩值就被稱為8Bit,由于每種原色有256級的強度,因此總共可以表示256*256*25*=16777216種。通常情況下這么多的顏色已經夠用了,可以非常逼真地表現出自然界豐富的色彩,但在高質量的電影制作中這么多的色彩變化還是不夠細膩,同時還有一個更嚴重的問題,由于各種數字運算的結果經常需要取得整數的近似值,會導致失去一些精度,所以圖像的操作次數一多,畫面色彩層次損失就很大,色彩的細膩變化就會失真,這時就得采用更大的色彩深度,比如10位,12位甚至16位。

 
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