HDR 環(huán)境貼圖的原理、應(yīng)用和制作

葉翔宇

廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院設(shè)計(jì)與創(chuàng)意學(xué)院,福建廈門 363123

1 引言

接觸過三維渲染的影視后期工作者對高動(dòng)態(tài)范圍(High Dynamic Range,HDR)環(huán)境貼圖都不會(huì)陌生?！督K結(jié)者2:審判日》是最早使用HDR 環(huán)境貼圖的電影之一(圖1),片中的反派T1000有著全金屬的外形,與終結(jié)者可以借助模型不同,他還要像液體一樣變形,這必須要使用電腦特效才能完成,而在這之前從來沒有人嘗試如此高反射物體的后期合成,如何使其融入實(shí)拍場景是一大難題。導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆使用背景板上的圖像拼湊出了一張能夠賦予T1000反射信息的貼圖,成功地克服了這一難題。這部影片也大獲成功,拿下了第64屆奧斯卡金像獎(jiǎng)最佳視覺效果獎(jiǎng)。

圖1 《終結(jié)者2:審判日》中經(jīng)典形象T1000

如今HDR 環(huán)境貼圖的技術(shù)已十分成熟,使用它可以快速地為三維場景賦予一個(gè)真實(shí)的光照環(huán)境,即使制作的并不是寫實(shí)風(fēng)格的渲染,這也是得到一個(gè)初始的畫面一種很便捷的方式,方便渲染合成師繼續(xù)深入刻畫細(xì)節(jié)。含有三維特效的影視制作幾乎都離不開HDR 環(huán)境貼圖,更深層地理解它研究它,有助于進(jìn)一步提升影視特效制作。

2 HDR環(huán)境貼圖的含義

2.1 高動(dòng)態(tài)范圍(High Dynamic Range,HDR)

相信即使沒有接觸過三維渲染的人,在使用智能手機(jī)拍照時(shí)也使用過HDR 的選項(xiàng),手機(jī)攝影的HDR 和三維軟件所使用的HDR 并不完全相同,但是也有一定的關(guān)系,在此可以簡單分析數(shù)碼攝影的HDR 來理解其中的概念。

在使用相機(jī)拍攝亮度對比強(qiáng)烈的風(fēng)景照時(shí),比如帶有天空的景色,往往會(huì)遇到一個(gè)問題:畫面中最亮的云朵部分已經(jīng)過曝失去了細(xì)節(jié),而畫面中最暗的前景部分卻因?yàn)樘刀ゼ?xì)節(jié) (圖2 (a))?！?br>