VES視覺效果手冊 第3版 VFX行業標準實踐與流程

杰弗里·A.奥肯（Jeffrey A. Okun，VES）是一位屡获殊荣的视觉效果总监，曾参与过大量故事片、广告和电视节目制作。他于1976年开始从事该行业，目前是VES、美国电影艺术与科学学院、美国电影摄影师协会（ASC）、电视学院和编辑协会的成员。他担任VES主席9年，担任副主席16年，担任洛杉矶分会主席2年。他与Tim McGovern和Kim Lavery共同创立了VES奖。

奥肯于1992年创建了至今仍在业界广泛使用的视觉效果跟踪和投标软件，以及被称为“PeriWinkle效应”（一种水下蓝屏技术）和“铅笔效应”（一种准确地预测最终视觉效果的工作量和预算的技术）的革命性的视觉效果技术。

苏珊·茨沃曼（Susan Zwerman，VES）自1998年以来一直是VES的成员。她是一位备受尊敬的视觉效果制作人，从事视觉效果制作已超过25年。苏珊还是研讨会的负责人和作家。在她的指导下组织的视觉效果研讨会上，苏珊作为DGA的UPM/AD VFX数字技术委员会主席，强调了视觉效果团队对DGA成员的重要性。 2013年，弗兰克·卡普拉成就奖颁发给了苏珊，以表彰其职业成就和她对行业和美国导演协会的贡献。苏珊还是美国电影艺术与科学学院、美国制片人协会、美国导演协会的成员，以及VES的成员和研究员。

目錄

第　1章引言　001

背景規則　001

引言　001

為什麽使用視覺效果？　002

第　2章前期製作／籌備　004

概述　004

分解劇本—制定預算　005

初步預算　005

較為詳細的預算　005

報價　006

拍攝景片　006

臨時放映　007

審查投標　007

合同　007

在拍攝期間重新出價　007

在後期製作中重新出價　007

監控預算和進度　007

控制預算　008

與導演和製片合作　008

演示片　009

會面　009

向前推進　009

製作部門　010

製作設計　010

攝影　011

與攝影師的合作　011

特殊效果　011

替身　012

服裝　012

化妝　013

製作　013

視覺效果　013

剪輯　014

外景地　015

製作會議　015

設計視效鏡頭　016

導演指南　016

故事板　016

預覽　017

設計鏡頭的目的　017

概念圖　017

連貫性　017

逼真　017

原始概念　018

預算　018

現實與魔幻　018

攝影機角度　018

取景　019

大小　019

細節　019

速度　019

按比例縮放影像　019

景深　019

鏡頭序列　020

攝影機運動　020

少即是多　020

動作節奏　020

CG角色　020

動物和人物設計　020

十的次方鏡頭　021

長鏡頭　021

視覺效果技術　021

技術方面的考慮　021

有關確定技術的附加建議　023

預覽技術的發展　025

歷史和背景　025

預演及其他形式的可視化方案　027

何為預演？　027

不同類型的可視化方案及其用途　028

可視化：新的要素　028

視覺效果預演技術應用：誰從中獲益，且如何

獲益？　029

前期預演帶來的益處　029

項目類型　030

後期預演　031

什麽是後期預演？　031

為什麽要使用後期預演？　033

後期預演一般都由誰來完成？　034

保持正確做法要註意的事項和建議　034

預覽技術使用的誤區　034

將工作傳遞下去　037

視覺效果總監在預覽中的作用　038

預演：一項先進的技術　038

可視化的實用性　038

虛擬現實工具　039

引擎中的可視化　039

在引擎中渲染　039

實時可視化　039

增強現實技術工具　039

相機投射　040

畫出鏡頭拍到的內容　040

技術預演　040

什麽是技術預演　040

技術預演的服務對象　041

虛擬拍攝　042

什麽是虛擬拍攝？　042

一般都是如何使用虛擬拍攝的？　042

第3章採集/拍攝　045

片場工作　045

特殊效果的常見類型　048

什麽是特殊效果？　048

特效簡史　048

特效總監　049

與視覺效果部門合作　049

視覺效果服務於特效　049

特效設計和規劃　049

故事板和預覽　049

元素：雨、風、雪和冰　049

煙霧、火和煙火　050

機械效果　051

飛行威亞裝置和替身　052

安全性　052

綠幕攝影和藍幕攝影　053

最佳做法與其他選項　053

概述　054

背景的功能　054

底片掃描和數字轉換　054

背襯均勻性和幕布校正　055

Alpha通道　057

加工後的前景　057

合成結果　058

推薦的規範做法　058

如何曝光綠幕鏡頭及原因　061

設置幕布亮度　062

選擇背襯顏色　064

地面鏡頭，虛擬場景　067

前景照明　068

控制溢散光　071

虛擬場景的照明　071

跟蹤標記　072

現場預覽　073

藍幕拍攝或綠幕拍攝的攝影機　073

水下攝影　074

現場數據採集　074

攝影報告　075

跟蹤標記　077

為演員準備的道具　078

電子掃描　079

數字照片　079

激光掃描　080

鏡頭畸變測試圖　080

高動態圖像和鉻球　081

激光掃描與數據獲取　081

現場3D掃描系統　084

技術類型　085

攝影測量　086

道具掃描儀　087

光照數據　089

光照數據的採集　089

小心節省經費的假象！　089

使用傳統相機　093

拍攝參考畫面的註意事項　094

空景片　095

拍攝空景片　096

鎖死的攝影機　097

運動的攝影機　097

其他問題　097

後期處理　098

沒有空景片時的替代方案　098

空景片的其他用途　098

怪獸桿　099

現場動作捕捉：參照攝影機（基於圖像的

運動捕捉）　101

非視頻的無線運動捕捉　102

影響參照攝影機方法的因素　102

後期製作中的數據處理　103

用於實時可視化的攝影機跟蹤　103

攝影機跟蹤的前期製作　104

攝影部門　104

拍攝前的準備　105

當前常用的跟蹤系統　105

記錄攝影機數據的三角測量法　107

攝影機和被攝物體的位置信息　107

基本要素：工具集　107

基本要素：節點　108

教程：攝影機與被攝物體的位置

信息　109

攝影參考　118

如何處理　118

拍攝參考視頻　120

規則、設置和測試　121

進行一次完整的試拍　123

為什麽要拍攝測試鏡頭？　123

數字電影攝影　124

數字相關概念　124

高動態範圍（HDR）　127

鏡頭元數據　135

外觀管理　137

錄制系統　139

用於視覺效果的鏡頭映射　140

視覺效果攝影　141

相機陣列　141

相機陣列鏡頭設計　143

技術人員　144

拍攝日　144

特殊技巧　144

後期　145

未來　145

視覺效果用活動景片素材拍攝　145

攝影機機位（視點）　146

視角　146

燈光方面的考量　146

攝影機俯仰　146

背景質量　146

運動景片元素拍攝　147

尋找攝影機機位　147

案例分析　147

攝影車　148

攝影車的安全問題　148

特製搖臂車（俗稱俄羅斯臂）　148

震動和攝影機穩定　148

行車速度　149

預防措施　149

全景支架　149

水上拍攝　150

空中拍攝　150

鋼纜系統　151

拍攝用於合成的元素　152

什麽是元素？　152

影片素材　152

元素種類　152

常規拍攝的元素與專門拍攝的元素　152

確定元素需求　153

竅門　153

背景　154

黑色背景　154

排布　154

攝影機格式的考慮　156

拍攝元素方法的分類　156

高速攝影與元素拍攝　159

攝影機　159

技術員　161

攝影指導　162

照明　162

應用　162

鎖定攝影機　163

輔助監視器　164

後期製作　164

指導運動控制系統　164

什麽是運動控制系統？　164

動作編排　165

多次拍攝　165

縮放　166

攝影機運動數據的導入和導出　166

數據　167

運動控制系統的類型　167

運動控制軟件　170

攝影機的類型　170

同步與相位　170

拍攝現場工作　171

獲取映射到CG的動態/靜態攝影紋理　171

全景背景　172

靜態圖像分塊　172

動態影像分塊和同步景片　173

實際的考慮　174

用於紋理和照明的靜態圖像　174

定格動畫　175

定格動畫拍攝的演變　175

定格動畫拍攝的耗時　177

拍攝前的準備　177

為定格動畫佈置拍攝空間　178

定格動畫中運動控制的使用　179

有用的預警　180

一個鏡頭的演變　181

定格動畫在視覺效果中的應用　182

第4章表演捕捉與運動捕捉　184

什麽是運動捕捉　184

運動捕捉真的適用於某個項目嗎？　185

運動捕捉的角度　185

技術規範　185

切入點　185

預算　185

對一個項目來說什麽樣的技術算得上合適？　186

評測項目的需求和制約因素　186

被動反射光學　187

主動光學　187

慣性　188

結構光　189

立體深度重建　189

彎曲傳感器（機械傳感器）　190

運動捕捉的準備工作　190

演員　191

運動捕捉服裝　191

粘貼標記點—全身　191

粘貼標記點—臉部　192

運動捕捉綁定　192

拍攝清單　193

技術層面的註意事項　193

硬件　194

閃光燈　195

標記點　195

鏡頭　196

濾光片　197

圖像傳感器　197

板載處理器　198

輸入／輸出　199

建立（設置）　199

軟件　199

採集　199

標定　199

後期處理　201

重建　201

標記　201

間隙填充　202

數據清洗　202

運動捕捉的解算　202

面部運動捕捉　204

演員面部數據採集　204

演員數據採集硬件　205

參考數據　207

統計數據　207

面部綁定　208

面部獲得　209

音頻　211

面部表情捕捉解算　211

實時運動捕捉　212

實時運動捕捉技術的用途　212

實時運動捕捉技術的局限性　213

替代技術　214

虛擬化製作　214

虛擬場景搭建　214

預演　214

現場製作的可視化　214

虛擬攝影　215

第5章立體3D　216

3D是如何工作的　216

視覺適應和匯聚　216

光軸間距　217

內旋矯正與水平圖像位移　218

像差或深度規劃　219

正像差和負像差　220

浮動窗口　220

後期修正　222

立體影像設計　222

新興的3D技術語法　222

深度的創意應用　222

避免令人痛苦的3D　224

尺寸的美感　225

為了3D的剪輯　226

為多發行格式而設計　226

基於沉浸感和基於匯聚的立體　226

原生立體影像　227

準備製作　228

在現場　229

視覺效果流程中的立體攝影　231

完成片中的立體攝影　232

高幀率—更好的3D電影方案　232

視覺效果元素和立體影像　233

介紹：如何使用視覺效果元素　233

原生立體影像內容　233

單目拍攝：將腳本和元素打包交付　234

單目拍攝：立體影像交付的混合

方法　234

單目拍攝：為立體影像交付而使用全CG

方法　235

創建深度：Layout和立體攝影　235

立體攝影機：深度楔形　236

立體合成　236

在製作過程中要求提供全CG立體

渲染　236

視覺效果生產的任務　236

2D轉制3D　237

創建深度前的準備工作　238

2D深度線索的視覺分析　238

立體轉制的前期製作和預演　238

源視角和目標視角　239

共享鏡頭/共享工作流程　239

2D到3D轉制的主要階段　240

立體轉制的主要工作流程　242

特殊情況　242

投影貼圖工作流程　243

像素位移　245

其他的立體轉制工作流程　245

“真實的”一定是準確的嗎？　246

立體轉制管理　246

立體視覺效果　246

準備第3個維度　247

立體拍攝　247

立體視覺效果　248

實拍元素　249

特效的細節與精度　249

行業水平現狀　249

數據管理　249

立體影片DI製作流程　250

立體轉制過程中的重要節點　251

觀看3D樣片　251

3D放映屏幕　252

3D剪輯過程　252

數據工作流程　255

應用3D調色　256

3D立體發行　256

3D家庭影院發行　256

立體視窗　257

立體視窗　257

相對於3D場景的窗口放置　259

窗口矛盾　261

窗口放置邏輯　262

如何創建一個立體窗口　264

在3D空間中製作電影　264

開發—獲得拍攝綠燈　265

製作—需要註意什麽　266

第6章後期製作/圖像處理　269

分辨率與圖像格式的考慮　269

格式　269

傳輸　270

分辨率　270

學院色彩編碼系統（ACES）　271

ACES構成　272

ACES的好處　272

ACES色彩空間編碼　273

ACES的監看　274

使用ACES的準備　275

後期製作中的影像壓縮和文件格式　276

影像編碼　276

靜態圖像壓縮　276

其他無損壓縮算法　278

文件格式　280

色彩管理　283

3條準則　283

數字彩色影像編碼和數字攝影機　283

桌面色彩管理　288

將顏色管理帶入電影工作流程　291

DI（數字中間片）　294

鏡頭元素拉取及向視覺效果組交付　296

介紹　296

實驗室　296

“製作”對於“實驗室”而言就像是…　297

合並　297

移交　297

視覺效果剪輯　297

選擇　298

拉取　298

視覺效果剪輯　299

鏡頭內部的編輯：預合成的藝術　299

它是如何形成的　300

當今信息的跟蹤與分發　301

當鏡頭有調整　304

完成它　304

動畫電影的剪輯流程　305

引言　305

剪輯組的人員編制　305

剪輯在動畫電影製作各個階段中的

應用　307

與藝術家交流　312

團隊協作　313

全球化協作　313

參考和觀點　314

鏡頭製作　315

與其他部門製作者的交流　315

完成　316

實拍元素合成　316

現代數字合成　316

場景跟蹤　320

繪制蒙版　321

繪制蒙版　321

數字繪圖與素材重建　322

蒙版繪景／創意空間　323

蒙版繪景：數字領域的藝術　323

什麽是蒙版繪景？　324

蒙版繪景的先驅和歷史　324

前期製作中蒙版繪景鏡頭的可視化　326

蒙版繪景鏡頭的現場監督　326

行業的基本技能和技巧　327

模型和電腦生成場景　330

發現最好的幀　331

重投影像測量　331

創意合成的需求　333

3D蒙版繪景　333

第7章數字符素的創造　335

數字建模　335

概述：數字建模的重要性　335

建模的類型　335

模型數據的類型　337

數字模型的開發　338

建造用於製作流水線的模型　340

多邊形的工程層面　340

NURBS的工程層面　341

綁定和動畫綁定　341

綁定：什麽是綁定？　341

動畫綁定　341

變形綁定　343

紋理和錶面　345

紋理繪制的重要性　345

硬錶面模型　345

生物模型　346

幾何類型：存在的問題和優點　346

準備要繪制的模型　347

紋理創建　348

其他貼圖驅動效果　350

製作中的紋理繪制　350

模型編輯　351

數字頭發/毛皮　351

毛發生成過程　352

一般問題及解決方案　355

數字羽毛　360

羽毛的形態學　361

數字羽毛的建模　361

毛發和羽毛的相似之處　362

毛發和羽毛的不同之處　362

一般幾何觀測　363

資產的構建　364

虛擬世界的構建　364

註意事項　365

動態和模擬　366

如何創建模擬模型？　367

什麽時候適合使用模擬？　367

技巧和秘籍　368

重要註意事項　368

規劃與準備　368

軟件解決方案：淺談當前通用的軟件解決

方案　369

粒子　369

什麽是粒子系統？　369

下一步　369

粒子的誕生　370

創建效果　370

剛體動力學　372

如何創建剛體動力學模擬　372

潛在問題　373

其他問題　373

完成模擬的訣竅　374

數字光照　374

現實中的光與電腦圖形學中的光　374

真實光照與簡單CG模擬的實例對比　375

通過材質貼圖添加視覺細節　376

基於物理的著色模型　377

錶面之下　377

視覺效果中的光照目標　378

成功構建創造性數字光效的工作流程　379

電腦圖形學中的光照技術　380

直接照明：從光源到錶面再到攝影機　380

反射　381

拍攝反射貼圖　381

陰影　382

基於圖像的光照　382

渲染遮蔽　382

環境光遮蔽　382

反射遮蔽　383

從環境貼圖創建光源　383

基於物理的渲染　383

物理真實感渲染　385

體積光照效果　385

著色器基礎　386

什麽是著色器？　386

著色模型　387

凹凸與置換　387

基於貼圖的著色器　388

程序化著色器　390

著色器的設計　390

抗鋸齒　392

2D合成　392

2D文件格式　392

圖像質量：位深和級聯　393

對數和線性　394

低動態範圍與高動態範圍圖像　394

遮罩與Alpha預乘　395

CG元素的渲染　395

綜合性技術　396

2.5D合成　397

Z-Depth合成　397

添加景深　397

添加運動模糊　397

重新打光　398

3D合成　399

在合成中使用3D數據　399

全景拼接　399

相機投影　399

數字接景　399

可視範圍標註　400

立方體映射　400

3D遮罩　401

3D修復與清理　401

畫面運動調整　401

粒子　402

深度合成　403

群體的創建與模擬技術　404

實體復制　404

精靈　404

電腦生成群體　404

復制建模　404

變體　405

網格密度　405

復制中的動畫循環　405

動作捕捉　405

關鍵幀動畫　405

動態運動綜合　405

行為和群體控制　406

CG修復和角色增強　406

設置跟蹤和捕捉註意事項　406

眼睛增強　406

3D技術　407

2D技術　407

2.5D技術　407

輪廓變化　407

二次投影　408

3D產品、系統和軟件　408

數字符素創建過程　408

3D圖形軟件　409

3D跟蹤　410

特殊效果　411

渲染　411

紋理　412

第8章互動游戲　413

概述　413

游戲行業和電影/電視行業的不同之處　413

游戲引擎和實時渲染　414

運行組件　414

職能與職位名稱　416

游戲設計　416

開發　416

製作　416

測試　417

美術　417

美術總監　417

概念設計　417

游戲場景藝術家　417

紋理藝術家　418

角色　419

硬質建模　419

道具　419

燈光　419

烘焙與動態光照　420

陰影　420

特效　421

系統特效　421

環境特效　422

破碎效果　422

爆破　422

技術美術　422

動畫　422

用戶界面　423

實時著色器和材質　424

預渲染影片與實時視覺效果　424

優化與運行預算　424

性能分析與剖析　425

CPU與GPU的性能邊界　425

技術術語　426

用戶校準　426

延遲　426

電視機上的“游戲模式”　426

HDR10　426

PBR　427

FBX　427

Mip映射　427

濾波　427

紋素（Texel）　427

屏幕空間環境光遮罩算法　427

層次細節模型　427

頂點著色器和像素著色器　428

AR/VR　428

游戲的未來　428

按需渲染、分佈式雲計算和光線

追蹤　428

第9章完整動畫　429

何為動畫項目？　429

視覺效果與動畫之別　431

製作工序　431

製作　431

動畫技術歷史縱覽　435

傳統動畫　435

定格動畫　437

電腦圖形技術　438

全CG動畫長片製作工序要點斟酌　439

CG動畫長片製作工序　440

管理動畫影片項目　443

電影項目管理與個人風格　443

打造智囊團　443

建設核心創作團隊　444

編劇和視覺開發　445

與製片公司合作　446

設施和環境　447

管理營銷事項　449

製作過程：一個動畫師的視角　450

製作實拍影片中的CG動畫內容　450

過程規劃　450

製作　452

角色與環境交互　453

第　10章通用工作流程註意事項　455

虛擬攝影棚技術　455

製作工作流程分析　456

從工作流程到流水線　458

服務機構與內部要求　461

製作工作流程設計　462

從分析到設計　462

開展製作工作流程　466

從設計到實施　466

基礎設施　469

資產跟蹤　470

什麽是任務和資產跟蹤？　470

商業任務和資產跟蹤系統　473

構建任務和資產追蹤系統　474

場景組合　475

3D場景組合　475

2D場景組合（合成）　478

跨平臺工作　478

影像　479

模型　479

紋理　480

動畫　480

合成　480

研究與開發　480

第　11章虛擬現實/增強現實（VR/AR）　481

編者按　481

VR/AR的前期製作　481

VR/AR的製作　483

VR/AR的後期製作　484

VR/AR的剪輯後期製作　486

如何引導觀看者？　486

後期製作過程　487

非線性編輯、時間軸和剪輯　487

世界鎖和強行透視　487

頭戴式顯示器和手持式顯示器的類型　487

什麽是頭戴式顯示器和“VR存在感”？　487

頭戴式顯示器的快速分類　488

頭戴式顯示器的電子設計及各自

性能　489

頭戴式顯示器的光學設計及各自的

用途　491

VR頭戴式顯示器顯示屏中的圖像質量

因素　492

半球和穹頂球幕　494

游戲機制是關鍵　494

改變懷疑和先入為主的觀念　495

穹頂球幕投影　495

穹頂球幕的未來　495

VR/AR跟蹤顯示　496

VR的用途　496

企業　496

敘述故事　497

VR和AR的未來　497

這只是開始　497

附錄A根據VES指導方針提交的攝制人員

　職銜　499

附錄B詞匯表　504

鳴謝　531