合成技术是指将多种源素材进行单一复合画面的处理过程。
11.4.1 传统合成技术
早期的电影合成技术主要是在胶片的拍摄过程以及胶片冲洗过程中实现的，工艺虽然较为落后，但效果还是非常不错的。例如，电影制作中常用的画面合成方法是背景放映法。在摄影棚拍摄时，以电影放映银幕作背景，在银幕上用背景投射法放映出事先拍摄好的画面，演员在银幕前表演，再用摄影机拍摄，得到的是二者之间的合成画面。这种方法在早期的电影拍摄中得到了广泛的运用。
电影制作中常常运用的是活动遮片合成法，即利用活动遮片的遮挡作用将分别拍摄的活动前景和背景合成在同一画面中的特技合成方法。应用较多的有红外线幕活动遮片法、钠光幕活动遮片法等。
具体拍摄时，在摄影棚中将演员和道具置于一块红外线幕布背景上，对演员和道具用可以滤掉红外线的普通灯照明，拍摄所用的摄影机叫做分光镜特技摄影机。这种摄影机有两个暗盒，分装两种胶片，一条为普通彩色负片，另一条为专门制作活动遮片的红外线片。
拍摄时，彩色负片只对照明演员的可见光感光，对红外幕发出的红外线不感光；而红外胶片只对红外幕感光，对照明演员的不含红外线的可见光则不感光。红外线片经过反转冲洗，就可以得到一个高密度的、与彩色底片上演员的动作和轮廓大小完全一致的、背景透明的黑色活动遮片。感普通光的彩色负片只拍到了演员和道具的影像，其余部分尚未感光。活动遮片暂不冲洗，把它准确地复合在彩色负片前面进行第二次拍摄。第二次拍摄时专门摄取背景的影像。由于活动遮片上的黑影将底片上的演员与道具天衣无缝地遮挡住，所以这次拍摄，演员与道具不再感光，除此之外的背景部分则感光成像。冲洗之后，一个合成画面就完成了。
键控合成技术是电视制作中常用的合成手段，按照键源信号的不同，键控特技有自键（或内键）、外键和色键三种。常用的色键方法俗称“抠像”，通常用于将前台人物的表演加在不同的背景图像上。色键合成的原理就是将演员置身于蓝色背景幕布前表演，然后利用切换台上的色键功能，将蓝色成分去掉，将演员或主持人从蓝色背景分离出来，再用其他的画面作为背景填充进蓝色部分，形成一幅天衣无缝的合成画面。抠像技术的关键是使用与前景人物区别极大的高饱和度的色彩作为背景色，一般采用蓝色，因为只有蓝色与人的肤色差异较大，能够避免把人的画面“抠”掉。色键抠像功能在电视制作中应用得非常普遍，一般的切换台都具有这种功能。
以上这些影视合成技术在早期的影视制作中得到了较为广泛的应用。但是都有很大的局限，不能实现比较复杂的合成画面，尤其是在计算机动画制作的图像进入电影电视之后，用传统的合成技术无法将其合成在一起，需要由数字技术来完成。数字合成技术，相对于传统合成技术而言，主要是运用先进计算机图像学的原理和方法，将多种源素材采集到计算机里面，并用计算机将其合成单一复合图像，然后输出到磁带或胶片上这一系统完整的处理过程。数字合成技术比传统的合成技术更加精美和不可思议。
11.4.2 数字合成技术
数字合成技术是相对于传统合成技术而言的，它是运用计算机图形图像学的原理和方法，将多种源素材（包括实拍的画面和计算机创造的画面）混合成单一复合图像的处理过程。这类似于化学方式的胶片洗印技术产生的画面合成效果，但功能要强大得多。从理论上讲，计算机合成的层次可以达到无限多。
数字视频的一幅幅画面都是由像素所组成的，视频的合成就是像素点的混合。每个像素的透明度都可以被控制，这样，在多层画面叠加时，每一层画面上的像素都可以混合在一起，而且每一层的透明度都可以调节。另外，也可以使画面上某些像素完全透明，叠加进其他的图像。
数字合成的最大优点一是可以进行多层画面的合成，合成的层数几乎是无限的；二是可以分别调整每一层在最终合成画面中的比例。还有一个最大的优点就是可以以多种方式进行局部合成。
总的来说数字视频的合成包括画面的整体合成和局部合成两种类型。
数字视频的整体合成是指将两层及两层以上的画面复合在一起，各层画面上每一个像素点都进行同样透明度的叠加。一般来说，在数字视频合成软件中都有控制透明度的工具，利用透明度控制工具使各层的画面变得半透明叠加在另一层画面上。
而局部合成是通过某种工具或方法（如遮片、抠像等），使一层画面中的一部分像素保留下来，而另一部分变得透明。
如今较为流行的数字合成软件有：Paint，AfterEffect，MayaFusion，FlintFlame，Infemo等。这些软件的功能都非常强大，而且在此基础上又有各自独特而擅长的功能，以处理各种不同的合成特技镜头。数字合成技术不但可以完美无缺地创造真实，更可以超越真实。它所具有的创造影像的能力是如此强烈，就是上帝也可以被创造出来。在这种情况下，观众开始怀疑起自己的眼睛来了。
11.4.3 实景拍摄与特效制作
结合的步骤实景拍摄与特效制作的结合这种合成方法是目前电影、电视中大量用到的，它充分发挥了各种手段的长处。可以利用模型搭建的场景就利用模型来做，限于技术条件或资金考虑模型做不到的就用计算机软件来生成，最后组合在一起，制作出当今世界中拍不到或有史以来根本不存在的场面。这方面的例子有许多，如《与龙同行》中恐龙与背景环境的结合，堪称实景拍摄与特效制作的完美结合。为了增强该片场景的真实感，制作团队分别在新西兰、澳大利亚、巴哈马群岛、新喀里多尼亚、智利、加利福尼亚和塔斯马尼亚岛，超过14个月的时间跨度里拍摄了总共27周，摄取了各种各样奇幻的背景，然后与动画软件创造的史前生物天衣无缝地融合在一起。
实景拍摄与特效制作的结合一般分为三个阶段：前期设计阶段、实景拍摄阶段、后期制作阶段。
11.4.3.1 前期设计阶段
千里之行始于足下，数字特技的创作也是这样开始的。首先，特技创作人员要把需要进行特技制作的内容从剧本中挑出来，对其文字内容进行视觉化设计，从而用图像语言把文字表达出来，说明影片究竟需要什么样的特技效果，它能在未来的银幕上产生什么样的冲击力。其次，各部门创作人员要对这样的设计方案进行一种视觉形象的“预审视”，并且需要判断这种效果是否是大家所期盼的，它是否能达到既真实可信，又有视觉冲击力。此外，设计方案不但要进行视觉的“预审视”，还需要进行画面构成的技术分解，划分出实现这样的设计方案的具体制作方式与步骤。此时，特技人员要从技术角度确定设计方案如何实施，如：画面的素材是来自实拍、动画还是现有的素材？若定为实拍，我们将如何拍？是用蓝背景抠像还是实景？有些什么其他的技术要求？等等。
在以上所有的问题明确后，就会形成一个故事板，英文名称是Story Board。它其实是一个制作的示意图，也是各个特技制作部创造制作的依据，它用图像描述了影片需要的特殊效果，并划分出具体制作细节与实施步骤，这样基本上可以避免出现重大的特技制作失误。因此，做好故事板是保障特效制作的一个非常重要的开端。在这里需要强调的是：虽然这一阶段不是做的数字合成的工作，但是它将会对未来的合成工作产生很大的影响。因此，参与特技设计其实是合成工作的延伸，合成人员要及时发现设计中的潜在问题，从而确保设计方案能在未来的合成中得以实现。故事板的主要内容包括：镜头的长短，镜头起落幅的位置，景别的大小，推拉摇移的幅度，光线色调等。它同时还确定了主合成素材与辅助合成素材的拍摄顺序等问题。制作故事板时需要注意如下细节。
（1）故事板要尽可能地详细和准确。不论是景别、光线，还是镜头的推拉摇移等都要精确，因为它是未来影片的初始，也是所有创作人员最直观的创作参考依据。
（2）要特别明确画面中主体（合成主素材）的运动方向以及它与摄像机运动的关系，如果确定了方案之后尽可能不要随便改动，否则，拍出来的素材极有可能与其他的合成素材发生方向性错位而无法在一起使用。
（3）最具挑战性的工作是画面构成的技术分解：一个镜头可以有很多制作方案，哪一个是最好的，哪一个更适合你的制作经费预算，这是要考虑周全的。特效制作设计的主要目的是拿出最具有操作性的方案，而不是最完美的方案，所以不要把大部分制作资源消耗在某一镜头或某一技术上，节目是由多个镜头组成的，其制作周期是有限的，不要因小失大。同时还要准备备用方案，以防不测。
11.4.3.2 实景拍摄阶段
在故事板经过编导与制片人的认可后，工作便可以开始进入实景拍摄阶段。实景拍摄是普通影片合成图像素材的主要来源，同时也是其他合成影像真实性的参考依据。这一部分拍摄的质量将直接影响后面的合成工作。因此，如何把实景拍摄部分的素材保质保量地完成，将是制作人员这一阶段的工作重点。
实景拍摄的影像作为数字合成素材的主要来源，同时也是数字特技中虚拟影像合成素材影像效果的主要调整参考依据，一般分为三类：一类是简单的影像合成素材。如普通公路、街道、河流等，这类素材没有什么特定性，可在素材库中寻找，不一定需要拍摄。第二类是影片需要的特定背景、特定环境或者特殊需要的合成素材，如古代的宫廷建筑、特定的时代、地理建筑等，这类的素材均有很强的特征性，只有实拍才能获得，所以一定要拍好。第三类则是涉及到演员，尤其是主要演员的重要合成素材，这部分素材的拍摄难度较大，在拍摄时不但要照顾演员的表演，而且还要顾及到特技技术的实施。为此，在拍摄此类素材时要非常认真地对待。在通常情况下，实拍合成素材时要注意如下几方面的问题。
（1）拍摄的先后顺序一般要先拍摄主合成素材，然后才拍摄辅助合成素材，因为有了主合成素材，辅助合成素材也就有了参照物，所有的技术要求也就有了相对应的标准。如果需要选择资料素材，则要先获得实拍素材，然后再使用资料素材。
（2）视场角与透视的一致合成所用的素材经常都是分时分地分机拍摄的，而合成后的影片观众看到的是同一个场景中的画面，自然会认为这是用同一个镜头拍摄的。观众的这种观看影片的心理为合成提出了更高的要求，就是特别需要注意在分别拍摄素材时应考虑到摄像机镜头的特点。摄像机通常使用的是变焦距镜头，其画面特征也不同，不同的焦距产生不同的透视感。如广角端拍出来的景物在透视上有些变形，而长焦距端会使位于不同距离的景物看起来压缩在一起；此外，不同的机位会造成不同的景别，不同拍摄的角度、高度也会造成画面中景物的角度、高度不同。因此在拍摄素材时要注意镜头之间的匹配。如果前期没有注意到这些差别，可以在后期合成时对不同的拍摄素材进行透视变换，以实现镜头的匹配。
（3）光线的一致性拍摄一个镜头的合成素材时，一定要把握住光源与光线的一致性。光线作为画面的营造者，对于画面的质量与艺术美感起着决定性的作用。如果要保证合成画面的真实感，首要一点要在同样的光线条件下进行拍摄。光线条件包括光的类型，是直射光、散射光，还是室内灯光；光的方向是顺光、逆光，还是侧光；光的强度是强烈的阳光还是昏暗的灯光；光的色温是温暖的早晚偏黄光线还是阴冷的雨天偏蓝光线。这些光线因素对于画面的气氛、造型感觉等都有很大影响。我们在比较素材时，必须考虑各个素材的光线条件，做到协调一致，任何一个不协调的因素都可能会对画面的完整气氛产生很大的影响，使观众看出合成的痕迹。
（4）蓝/绿屏拍摄蓝/绿屏拍摄是数字特效中最常用的一种技术手段，也是数字合成能够发挥其核心功能的前提条件之一。作为背景的颜色（蓝色、绿色或红色）一定要饱和、要均匀，如果光线条件不够的话，还需要加灯光照明，以提高亮度。假如在演播室内使用蓝背景，这时它对照明的要求更高一些，尤其是模拟日光效果时，照明布光的范围需要更大一些，特别是在拍摄移动的物体时就更要如此，否则，就很容易造成失误。国外在进行蓝/绿屏拍摄时，对背景颜色的均匀、背景布的平整度及跟踪点的摆放，要求是相当高的。这一步骤虽然简单，但会给后期制作带来非常重要的影响。前期制作蓝/绿屏时，应尽量选用避免反光的亚光漆，可以直接喷在平整的墙面上，这样将会给拍摄时布光带来方便。对于蓝/绿色油漆颜色倾向的选择，需要在正式拍摄前进行测试，测试出影片在后期使用的软件对哪一种颜色比较敏感，在什么光线下抠像的质量最好。拍摄时跟踪现场的后期人员了解这些前提条件是非常重要的。用于合成的电影实拍素材，背景一般会使用绿色，而电视一般使用蓝色，这与电影和电视使用的载体不同有关，电视摄像机对蓝色的反应微强于对绿色的反应，所以拍摄电视节目时一般情况下使用蓝色较多。但有些情况下就必须使用绿色屏幕，比如所拍摄场景中有蓝色元素存在（人物的服装等）。凡是在拍摄的镜头中有与蓝背景相同的元素存在，都要在拍摄之前做好准备。反之在场景中有绿色的元素存在，就必须使用蓝色的屏幕。只有在极少的情况下，蓝、绿才会同时存在于一个场景，如果真的遇到这种情况，就要仔细分析蓝、绿元素在镜头中的比例、位置等因素；同时需要比较镜头元素中蓝、绿的色相与背景色的差别，差别越大后期工作的难度就越小，反之越大。如条件允许的情况下也可以考虑更换其他的背景颜色，甚至在某些情况下使用红色背景屏幕，总之，把握的原则是画面里物体的颜色与背景的色相之间区别越明显越好。
（5）运动的一致性把多条运动合成素材合在一起是非常困难的工作，因此在拍摄运动镜头的合成素材时使用计算机运动控制系统是比较理想的选择，当然如果镜头运动相对简单的话，采用设置跟踪点的方法也能解决问题。如果是在蓝/绿屏下拍摄时，把跟踪点设置成规则的网格状就可以了，设置的多少和疏密根据镜头运动幅度的大小和速度决定。如果动作幅度大跟踪点就设置多些，反之可以少些。在跟踪的场景对空间运动要求较高时，画面内的跟踪点一般保持在5～8 个为宜。跟踪点太少对空间运动的控制比较吃力，如果太多，又给后期处理带来较多的处理任务。最重要一点是一个跟踪点即将移出画面之前必须要有新的跟踪点进入画面，从而保证画面跟踪的连续性。如果被拍摄的物体做高速运动，那就要考虑使用升格拍摄了，这样才能保证跟踪点清晰。跟踪点在完成前期跟踪拍摄任务后，在后期可以把跟踪点修掉，如果在拍摄时能够巧妙地利用场景中的道具来做跟踪点，就可以一举两得了。比如拍摄一个剧场的戏，我们可以将一个剧场的座位编号牌放在背景上作为跟踪点，既增加了画面元素同时也给后期制作带来了方便。
11.4.3.3 后期制作阶段
后期制作阶段是数字特技制作流程中最重要、最关键的阶段，这一阶段的关键任务就是利用合成的功能与技巧，把前期完成的所有素材按设计要求组合在一起，形成一个符合特殊要求的“新”画面。然而在这一过程中制作人员会面对许许多多的问题与挑战，会遭遇到无穷无尽的麻烦。下面是合成时需要注意的一些要点。
（1）虚实的统一虚实是创造空间感的基本手段，画面虚实感来源于摄像机的镜头，我们前面已经学习过景深的概念，知道实际拍摄的画面从来都不会是完全清晰的，所有的镜头都有其各自的景深范围。所以在不同的素材合成时要注意景深关系，在合成时要根据各素材在画面中所处的纵深感来调整画面虚实程度，从而形成自然景深效果。当计算机制作的画面与实际拍摄的画面结合时，更需要考虑景深问题。一般来说计算机制作的画面是没有景深的，为了和实际拍摄的镜头匹配，我们可以用软件制作出景深效果，这样才能用不同的素材创造出一幅如同一镜头拍出来的完整画面。
（2）光源与色彩的统一在同一个光源下，由于空气透视的原因，同样一种颜色会随着距离的加大而渐渐地变淡。这是一个很严谨的光线与色彩的统一关系，制作的时候依据这个原则画面就会很真实，否则就会有不自然的感觉。所以，在处理合成素材时，必须仔细留意各个素材的光线条件。但是有的时候，可能必须用不同的光线下的素材来进行合成，那么就需要用数字技术来尽量弥补这种缺陷，我们可以利用数字影像处理技术中的色彩处理功能来对光线的强度和色温感觉进行改变。
光线匹配还应该包括阴影的匹配，因为阴影是光线的自然产物，如果在合成的画面中物体上没有阴影会显得不真实，所以在影像合成时必须添加一个阴影。这个阴影可以用物体本身或其通道经过色彩变化变黑，再通过旋转、移动、压缩等几何变换手段，再加一点点虚化效果，就可以表现出阴影效果了。除了阴影之外，物体还会有反射。不是只有镜子才会产生反射，金属表面、光亮的漆面、玻璃等都会有不同程度的反射，这就需要制作反射画面，物体本身可以通过扭曲、变形、透明度等操作来模仿反射图像。只有建立阴影和反射后，才可以在两个来源不同的画面间建立一种视觉上、心理上的联系，这样才能大大增加画面的真实感。
（3）质感的统一由于电视与计算机虚拟影像画面产生的原理不同，记录画面所使用的载体材料也不同，因此出来的画面质感也不相同，所以在合成时要考虑它们之间的质感差异。不同摄像机拍摄的素材画面质量是不同的，不同时期的素材在画质上更有很大的区别。而计算机生成的三维素材常常太清晰，很容易显出其与其他素材不协调的痕迹，这时常需要对三维素材进行轻微的颗粒化处理，并增加一些噪波，才能有机地和摄像机拍摄的影像融合在一起。
（4）风格的统一风格统一是指在合成和剪辑时需要注意前后镜头之间的统一，这就是更高层面上的视觉匹配。在一个节目中，不论某个镜头拍摄得多么完美，它都必须与其他镜头融合到一起，才能风格统一。前后的镜头之间不仅要保持光影和运动感的统一协调，还要从节目自身发展的角度考虑到前后镜头的衔接，否则节目的连续性就要被破坏，就会让观众产生“跳”的感觉。对于数字合成的画面来说，我们更要注意这类问题，在合成之前就先要找到与合成画面相邻的前后镜头，反复地观看，仔细审视每一个镜头之间的色调、光线和质感，如果发现不协调的地方及时处理以保证电影的整体风格统一。
“本章小结”
科技探索类电视节目的拍摄是电视摄像领域一个非常独特和重要的组成部分，航拍、特效摄像、电脑模拟以及实景拍摄与特效制作的结合都是常用的方法，不光要掌握拍摄技巧，还要会使用相关的电脑软件，并根据自己的拍摄经验设置摄像机的位置，通过电脑模拟制作出逼真的动态效果。
“思考题”
1.航拍中有哪些注意事项？
2.特效摄像中高速摄像、低速摄像、定时拍摄有哪些区别和联系？
“延伸阅读”
[1]戈永良。影视特技。北京：中国电影出版社，2006
[2]刘书亮。影视摄影的艺术境界。北京：中国广播电视出版社，200312
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