數字影像制作中摳像技術的思考與實踐

摘要:該文針對數字影像制作中應用廣泛的摳像技術，結合理論到實踐分別進行了全面的解釋，并通過非線性編輯軟件對其中的難點以及應用中具有代表性的問題進行了深入分析，為實現精細摳像提供了可靠的流程和方法。

關鍵詞:摳像;蒙板;Alpha通道;Premiere

The Reflection and Practice of Keying Technology in Digital Video Production

YANG Hua-yong

(Department of Information Engineering， City College， Wuhan University of Science and Technology， Wuhan 430083， China)

Abstract: Concerning the wide usage of Keying technology in digital video production， this paper gives a comprehensive explanation of this technology in theory and in practice and presents a thorough analysis of the difficulty and typical problems in practice by analyzing Premiere Pro cs4， which provides a reliable process and method in realizing delicate Keying.

Key words: keying; matte; alpha channel; premiere

在影視制作中，為了增加畫面容量、增強畫面表現力，大量的鏡頭要通過后期合成制作。在影視合成過程中經常需要利用數字摳像技術，即是指將所需要的目標，從圖像中分離出來，并且能夠保持目標的邊界細節的豐富及生動不存在視覺感知的變化，把前景畫面元素和背景完美的融合在一起之后，合成為一幅新的畫面或一個新的鏡頭，而那一個個層就是一幅幅摳像。

由于計算機技術的飛速發展，數字化影像的摳像合成制作過程也進入了數字化時代，可以通過各種軌道透明方式，進行畫面的疊加合成。數字化影像的摳像合成主要分為兩種形式:蒙板摳像法和色鍵摳像法。蒙板摳像法通常使用蒙板將畫面的彩色部分與其它部分分離開來，通常以圖像蒙板鍵和軌道蒙板鍵等特技進行摳像處理。蒙版的作用同Alpha通道是一樣的，就是通過一個灰度圖像對應像素的灰度值來控制前景畫面的透明度，一般來說，蒙版和圖像的大小是一樣的，蒙版中的每個像索和圖像中的每個像素是一一對應的。默認情況下，當蒙版中像素是黑色的，表示圖像中與其對應的像素是完全透明的，當蒙版中像素是白色的，表示與其對應的像素是完全顯示的，當蒙版中像素的顏色是灰色的，表示對應的像素是半透明色。色鍵摳像法主要利用影像素材自身高亮的變化或單一底色的特征將畫面的彩色部分與其它部分分離開來，通常以亮度摳像鍵或色度摳像等特技進行摳像處理。

1 Premiere Pro系統中摳像技術的使用

為了把前景畫面元素和背景完美的融合在一起，下面重點來講解這些視頻特效的使用。

1.1 Lums Key(亮度摳像鍵)

亮度摳像非常適合明暗度反差比較大的處理，一般用于非常明亮或自身發光的物體。把明亮發光的物體放在黑暗的背景前拍攝，燈光只打亮被攝物體，就可以拍到背景全黑、前景明亮的畫面，然后利用它們的亮度差別來提取通道。拍攝爆炸、飛濺的火星、煙霧等時常常使用這種辦法。使用中一般需要注意三個問題:一是注意前景對背景光亮的影響，如火焰、爆炸等產生光亮會照亮原本是黑色的背景，使其與前景的亮度差異減小，干擾摳像;二不使用逆光照明，逆光光源的顏色疊加了被攝物體邊緣處物體的反射光在被物體的輪廓處產生了一圈光暈，產生摳像色邊，干擾摳像;三是注意前景本身與背景太近而留下較寬較重的內部陰影，如落在前景上的燈光陰影或爆炸后產生的黑煙擋住了火焰等，這些都會引起意外的干擾以至影響摳像效果。

1.2 色度摳像

色度摳像是應用得最廣泛的摳像方法。顧名思義，色度摳像就是利用素材畫面里前景信息與背景信息在色度上的差異來進行Alpha通道的提取[1]。藍屏摳像(Blue Screen Key)和綠屏摳像(Green Screen Key)是色度摳像中最常使用的兩種方式，所謂藍屏摳像技術是指把特定的影像從藍色背景中摳出，再與其它背景疊加，生成特殊的效果，綠屏摳像原理與之相同。

藍屏摳像鍵的基本使用方法如下:

1) 將背景素材:背景.mov拖到時間線vide01軌道中。

2) 再將藍屏素材:人物.jpg拖到時間線vide02軌道中。

3) 從特效面板選取“圖像蒙板鍵”特效，拖放到vide02軌道中影視素材上，設置相應參數，如圖1所示。

從原理上講，只要背景所用的顏色在前景畫面中不存在，用任何顏色做背景都可以，但實際上，最常用的是藍背景和綠背景兩種。原因在于，人身體的自然顏色中不包含這兩種色彩，用它們做背景不會和人物混在一起;同時這兩種顏色是RGB系統中的原色，處理也比較方便[2]。為了便于后期制作時提取通道，進行藍屏幕拍攝時，有一些問題要注意:首先是前景物體上不能包含所選用的背景顏色，必要時可以選擇其他背景顏色;其次，背景方面應布光均勻、減少反射、不能有褶皺，背景色必須較純，要盡可能避免背景或光照深淺不一;三是再次摳像問題。由于種種原因，有些素材在拍攝時留下一些遺憾，如背景顏色不干凈，光線不勻，人物與背景的陰影等等。這樣在后期摳像時出現一些麻煩，但只要仔細地選取色鍵顏色，反復比較，并用放大鏡在樣本窗里(Sample)放大，用手形工具拖到各個位置仔細觀察，一般也能摳干凈。總之，前期拍攝時考慮得越周密，后期制作的效果也越好。

1.3 Image Matte Key(圖像蒙板鍵)

圖像蒙版是用一個圖像素材作為蒙板，控制另外兩個素材的透明疊加效果。蒙版素材的黑色表示透明、白色部分不透明，灰度部分半透明。

圖像蒙板鍵的基本使用方法如下:

1) 先利用PhotoShop設計蒙版圖像文件。再將背景素材:背景.mov拖到時間線vide01軌道中，然后將需要添加蒙版的影視素材:人物.jpg 放到時間線vide02軌道中。

2) 從特效面板選取“圖像蒙板鍵”特效，拖放到vide02軌道中影視素材上。

3) 在特效控制面板中，單擊“圖像蒙板鍵”區域右側“■”按鈕，彈出的窗口中選擇一個灰度圖作為蒙版，如圖2所示。

圖2 圖像蒙板示意圖

使用中一般需要注意三個問題:一是蒙版圖像一般可以直接利用Premiere自帶的宇幕制作工具建立相應的蒙板的標題文件，也可以使用Photoshop 建立蒙板，只是需要注意的是要保證蒙板形狀和彩色部分形狀一致;二是對于視頻剪輯在拍攝過程中由于光線問題出現偏色、失色等情況，可以對視頻剪輯素材利用色彩校正工具對原有一些缺陷進行修正后再處理，如color corrector(色彩調整器)效果;三是蒙版圖像也可是動態Mask。利用Photoshop中對影片特效部分的每一幀畫面都進行處理，建立蒙板，最終可以建立一個蒙板圖片序列，將這個蒙板序列導入作為虛擬素材，并應用圖像蒙板摳像肯定可以實現要求的效果。然而這樣在兩個軟件之間反復切換，步驟過于繁瑣，應用起來很不方便。可以采用MotionKey 摳像插件，它安裝后會在Premiere的切換窗口中增加Motion Key一項。該切換將可以在Premiere中直接“摳”出物體，并為之建立Alpha 通道，并且可以建立動態蒙板。

1.4 Track Matte Key(軌道蒙板鍵)

軌道蒙版鍵蒙板也是應用得最廣泛的摳像方法，是Premiere中功能最為強大的蒙版特效。使用該蒙板時，首先要指定一個蒙板軌道，然后用這個軌道上的素材作為蒙板圖像來完成與背景的合成效果。軌道蒙版鍵所指定的蒙版可以是圖片，也可以是動態視頻，還可以先對這個素材添加其他的特效，再去充當蒙版，由此可以看出軌道蒙版的使用是非常靈活的。

下面我們介紹“運動馬賽克效果”例子，來充分反映軌道蒙版特點。

這個效果在影像作品中經常可以看到.當畫面中某個人物的面孔不希望被看清時，我們可以給這個人物的頭部加上馬賽克效果，并且當人物頭像在畫面中移動時，馬賽克的區域也會跟隨著一起運動，如圖3所示。

軌道蒙版的基本使用方法如下:

1) 將需要添加蒙版的素材:背景.mov拖放到時間線的Vide01軌和Vide02軌軌道中，再將蒙版素材放到Vide03軌道中，將兩段素材和蒙版素材的開始時間和結束時間對齊。

2) 從特效面板選取“馬賽克”特效，拖放到vide02軌道中的素材上。

3) 為vide02軌道中的素材添加軌道蒙版特效，在特效控制面板的 “軌道蒙板鍵”參數設置中，將“蒙板”選項改為Vide03，將“合成使用”選項改為“蒙板亮度”，這樣就可以看到效果了。

4) 為了保證人物頭像在畫面中移動時，馬賽克的區域也必須跟隨著一起運動，在特效控制面板通過設定蒙版的位置關鍵幀，可使蒙版中的圓形區域在整個動畫播放期間一直和人物頭部重合。

使用中一般需要注意三個問題:一是軌道蒙版與圖像蒙版的工作原理相同，但它們的主要表達方式不同，圖像蒙版只是為了合成多個畫面，軌道蒙版更多的是表現蒙版的運動與變形[3];二是蒙版的繪制水平將直接影響軌道蒙版的最終效果，為了避免摳出來的前景對象邊緣出現鋸齒和硬邊，通常還需要加入邊緣羽化值，使摳像邊緣呈現一定的柔和度。柔化程度可通過摳像插件的Matte圖像觀察較為直觀，Matte圖像中的灰色部分為羽化柔和部分。要獲得適當的柔和，需要反復地調整摳像插件的參數;三是復雜運動場景摳像需要制作動態蒙版。動態蒙版摳像的缺點是如果被摳的對象運動幅度很大，邊沿會很模糊，蒙版形狀也就很難精確繪制了。

1.5 Difference Matte Key(差異蒙板鍵)

差異蒙板鍵效果可以通過對比指定的靜止圖像和素材片段，除去素材片段中靜止圖像相對應的部分區域。這種蒙板效果可以用來去除靜態背景，并替換以其它的靜態或動態的背景畫面。可以通過輸出未包含動態主體的靜態場景中的一幀作為蒙板。

其它與摳像有關的特效由于使用相對簡單、應用范圍較小，本文不再論述。

2 結論

摳像是一個很復雜的技術實現流程，摳像結果的好壞決不僅僅依賴于對摳像工具的選取，必須根據最終所要實現的效果的特點選擇有針對性地摳像方式，然后合理安排摳像流程中的每一個環節甚至包括素材的拍攝獲取及最終的顏色控制，這樣才能得到最精細的摳像結果及最高的工作效率， 來實現自己的創意。

參考文獻:

[1] 尹敬齊.premiere pro cs3影視制作[M].北京:機械工業出版社，2009.

[2] 孫墀，黃慶桌.非虛擬演播室環境下色鍵摳像需注意要點[J].廣東技術師范學院學報，2008(12):95-98.

[3] 相世界，張鋒，陳月娟.premiere pro cs3視頻編輯標準教材[M].北京:兵器工業出版社，2008.