请注意，此页面涵盖的是视觉特效，而不是特技效果。SFX 指的是烟火、雨雪等。视觉特效 (VFX) 是指使用的视觉技巧，包括投影、绿屏、微缩模型等...

视觉特效一直存在；它们甚至早于电影。电影本身，基于运动的错觉，本身就是一个特效。每秒的放映都是运动的错觉，是导演对观众说的一种谎言，是一种必不可少的序言，它将我们带入了视觉特效的实际方面。我们不可能忽略数字软件的应用给该领域带来的革命。如今的数字工具取代了许多过去仅仅依赖于人类技能的艺术形式。

视觉特效是电影制作过程的核心。

如果你无法在相机中获得特殊效果，那么你必须在后期制作中创建视觉特效。对于大型电影，每个镜头可能花费数千美元。但对于低预算的电影制作人来说，有一些更便宜的选择。

你想用你那台小巧的 DV 摄像机开始制作令人惊叹的特效吗？那么你至少有两个选择：画布绘画和预算绿屏拍摄。

预算绿屏拍摄

绿屏是为真人拍摄添加美丽背景的一种方式。最典型的例子可能是罗伯特·罗德里格斯的《鲨鱼男孩和熔岩女孩》。但即使你只用 DV 摄像机拍摄，你也可以拍摄便宜的绿屏镜头。

通过在户外使用热核装置（太阳）进行绿屏拍摄，可以大幅降低拍摄成本，而太阳是免费的（在阳光明媚的日子里）。这意味着你只需要雇用绿屏本身——不需要任何通常对计算机在后期进行准确抠像必不可少的精细校准均匀照明。

作为购买或租赁的替代方案，可以自行制作绿屏。商业照明供应商店出售专门为此目的制造的油漆，但你可能可以用精心挑选的普通家装油漆来替代，只要这种油漆“足够绿”，计算机就可以进行抠像。

绿屏拍摄最常见的问题是

使屏幕上的照明均匀。
使前景的照明与（单独拍摄的）背景的照明相匹配。

通过在户外拍摄，并在拍摄画面上悬挂一个漫射框，你可以使整个屏幕和演员都自然地沐浴在均匀的阳光中。这也会与稍后替换绿屏的背景的日光条件相匹配。如果你的目标背景不是普通的日光，或者如果你遇到大量的云层移动，这可能不适合你。

确保你的前景演员离屏幕有一定的距离，这样你就不会看到一丝绿色的光线反射到他/她身上，因为这会在后期制作中造成问题——但由于你的光源是太阳（位于头顶），你比在摄影棚中从正面照射屏幕时更容易避免绿色的溢出，因为在摄影棚中，灯光很可能从正面照射屏幕。

前投影

前投影（通常缩写为 FP）是一种可以达到与绿屏相同效果的技术，但它是“在相机中”实现的，也就是说，主体和背景的合成是在相机获取组合图像时完成的。

该技术使用一个位于相机前方的分光镜，以完全填满相机的视野的方式，并且以精确的 45 度角相对于相机的拍摄轴进行定位。（这种旋转可以是左右或上下）。该系统的其他组件包括一个透明度投影仪（静止图像或动态图像）和一个位于动作背后的特殊逆反射透镜屏幕。

分光镜同时充当镜子和窗户，反射一部分入射光，并透射另一部分光。分光镜根据反射率与透射率的比例选择用于特定应用。常见的类型是 50R/50T（50% 反射率，50% 透射率）和 70R/30T。

前投影电影摄影中使用的是平板式分光镜，它只是一块平板玻璃，一面涂有特殊的涂层，旨在减少分光镜吸收的光量，从而减少被分光镜反射或透射的光量。涂层的一面朝向动作，被称为“正面”。这种涂层的目的是减少因分光镜吸收而导致的光线损失，而分光镜的作用只是加热玻璃。

在演员和场景中的其他物体后面设置了一个逆反射屏幕。这种屏幕不仅仅是典型的漫射投影屏幕，漫射投影屏幕可以均匀地分散光线，因此坐在屏幕前不同角度的观众都可以看到均匀明亮的图像。相反，逆反射屏幕倾向于将光线直接反射回它来的方向。

用于逆反射 FP 屏幕的经典材料是由 3M 制造的，并以“Scotchlite”的商标名出售。Scotchlite 用于标牌制作和醒目性应用（夜间机动车安全可见性）。它可以从商业标牌制作供应商店购买。

Scotchlite 的逆反射是通过将数百万个微小的玻璃珠悬浮在透明基材中来实现的，这些玻璃珠被绑定到不透明的乙烯基薄板上。它有各种尺寸的卷，最宽可达四英尺。

在为电影《2001太空漫游》制作大型（40 英尺 x 100 英尺）的 Scotchlite 屏幕时，导演斯坦利·库布里克和特效主管汤姆·霍华德最初将 Scotchlite 条带并排铺设，但发现制造过程中的差异使得相邻条带之间的接缝在最终产品中非常明显。他们的解决方案是将 Scotchlite 撕成不规则的重叠碎片，从而最大限度地减少了逆反射率差异的发生，这些差异大到足以让观众察觉。然而，正如马丁·哈特所观察到的那样，对《2001》的 FP 场景的仔细检查揭示了由相邻随机补丁之间逆反射率差异造成的缺陷。

SMTPE 论文中提出了一种更复杂的解决方案：该论文的评论将在本文的未来版本中发布。

在讨论了前投影中使用的物理组件的性质之后，我们转向这些组件在工作中的 FP 系统中的准备和排列。

包含所需背景图像或“板”的静止图像或动态图像透明度投影仪被放置，使得投影轴垂直于相机的拍摄轴，在相机的拍摄轴与分光镜的正面接触的地方相遇。（因此，分光镜的方向相对于相机和投影仪都是 45 度。）

当投影仪工作时，背景板被投影到分光镜的正面。一部分图像被透射过分光镜。在普通应用中，透射部分的图像被分光镜对面（远离投影仪）的黑色表面吸收，以避免杂散反射。

未被分光镜透射或吸收的那一部分图像被反射 90 度角，并因此沿着相机的拍摄轴投影到动作上，落在前景演员和物体以及他们身后的逆反射屏幕上。

逆反射材料倾向于将光线反射回入射路径。在 FP 工作中，背景板图像被逆反射回分光镜。逆反射的背景图像的一部分再次丢失，因为它要么被分光镜吸收，要么被反射回投影镜头。剩余的部分进入相机，在那里它与动作一起被拍摄下来。

在前面的讨论中，唯一没有解释的部分是投影背景蒙版中落在演员或其他前景主体上的部分。前景照明与前景主体与特殊屏幕相比的极端反光性不足相结合，意味着落在演员身上的投影图像部分非常暗，在摄像机中无法检测到。

需要对系统组件进行精确对齐，以确保前景物体完全覆盖其自身的阴影，这些阴影是由投影仪投射到屏幕上的。这排除了平移和倾斜，除非在特殊情况下，相机安装在使平移、倾斜或两者都绕相机镜头后节点进行的情况下：所谓的“节点平移”和“节点倾斜”。此外，分光镜必须足够大，而相机必须足够近，这样相机就不会将分光镜的边缘纳入视野。

在 FP 上下文中，节点平移和倾斜相机工作的示例可以在电影《2001：太空漫游》（1968 年）中的“人类的黎明”序列中看到，尤其是水坑场景。（《2001》上的前投影效果由斯坦利·库布里克在汤姆·霍华德的协助下完成。）

焦距（变焦）的变化不会像平移或倾斜那样带来困难。相机可以放大或缩小，只要在变焦的最大点，分光镜（或投影蒙版图像）的边缘不在视野中即可。在《2001》中，库布里克还在一些 FP 镜头两端使用大型布景，以隐藏他那巨大的反光屏幕的边缘。

事实上，在电影《超人：电影》（1978 年）中，佐兰·佩里西奇对变焦进行了特殊而新颖的应用，他在《2001》中担任摄影台或动画架摄像师。电子控制的电机变焦镜头安装在相机和投影仪上，并相互同步，使两个镜头始终以相同的焦距同时变焦。这意味着当相机放大时，背景图像不会改变其明显的尺寸，因为投影仪同时投影缩小的图像。用佩里西奇的话说，投影仪变焦，相机变焦以“拥抱”较小的图像。但是，变焦会导致前景物体看起来像朝相机冲来或远离相机。这种“静态”背景和“移动”前景的组合使视觉效果逼真的飞行场景得以实现，并帮助这部电影取得了成功。

为了进一步增强这种效果，《超人》中的 FP 使用了两种其他创新：使用移动蒙版（使用电影投影仪而不是静止透明投影仪来投影移动背景）；并将整个前投影装置（相机、投影仪和分光镜）安装在一个大型运动控制机器人臂上，该机器人臂具有六个自由度，并使用了一个巨大的曲面屏幕。

在后投影过程摄影中，投影仪的快门必须使用机械或电子方式与相机的快门同步，以避免背景闪烁。

运动控制前投影支架是 1978 年的工程杰作，并使用了早期的微处理器进行控制。支架运行和运动的各个方面都可以记录到计算机磁带上，以便稍后自动回放，从而使支架按训练的方式移动和运行。

蒙版绘画

最古老，也许也是最被低估的视觉效果是蒙版绘画。我们经常看到这些，但因为它们看起来很自然，所以我们没有注意到。

最初，蒙版绘画是在直接放在相机前面的玻璃上进行的。为了进行蒙版绘画，要创建一个部分布景，其大小仅与演员一样大，并且仅延伸到演员表演的地方。电影布景的其余部分是空白空间（或你不希望在电影中看到的任何东西）。除了玻璃上的一小部分是透明的，其余的电影布景都是玻璃上的绘画。这允许您添加更多风景建筑作为绘画。只要演员可以通过玻璃的透明空间看到，你就无法分辨演员是否不是电影布景的一部分。

如今，蒙版绘画既使用绘画，也使用 CG（计算机生成的视觉效果）。演员不是通过玻璃拍摄，而是正常拍摄，然后与蒙版绘画合成。因此，现在蒙版绘画和计算机生成的视觉效果之间的区别变得模糊。如果演员是在部分电影布景上拍摄的（没有绿屏等），那么这种效果就是蒙版绘画……即使你使用计算机生成的特效来获得这种效果。

用于视觉特效的 3D 动画

当你开始考虑使用 3D 计算机生成的特效时，你需要了解不同类型的 3D 动画。

1. 通用动画: Blender、LightWave、Maya 和 3D Studio Max 等程序是通用动画程序。它们功能强大，价格昂贵（除了 Blender，免费），学习曲线陡峭，并被用于大多数高端特效电影。

2. 专用动画程序: Vue、Bryce、Poser 和 DAZ Studio 等程序是为特定目的而设计的。Vue 和 Bryce 用于从自然界中创建逼真的风景。Poser 和 DAZ Studio 用于处理称为Poser 图像或数字木偶的特殊计算机模型。其中一些程序甚至免费，例如 DAZ Studio、Blender 和 Bryce。

3. 特殊软件插件: Character Studio 等软件模块在通用动画程序内部运行，以创建类似于专用动画程序的特殊动画。LightWave、Maya 和 3D Studio Max 可以通过使用插件模块进行极大扩展。

4. 支持程序: 当你的通用动画程序在使用起来比较笨拙以完成一项特殊任务时，那些添加动画但实际上不做任何渲染的程序非常有用。这些程序扩展了 LightWave、Maya 和 3D Studio Max 的功能，而不会使这些程序过于繁琐。

3D 建模

3D 动画中的所有元素都必须建模。LightWave、Maya、XSI 和 3D Studio Max 等程序内置了建模模块。Vue、Bryce、Poser 和 DAZ Studio 等程序没有，但对于 Poser 和 DAZ Studio，你可以购买数百种专为这些程序设计的图像。Pixologic Zbrush 和 Autodesk Mudbox 尤其擅长对人类和生物等有机物体进行建模。

3D 动画

动画分为三个部分，建模、实际动画和渲染。实际动画可以是

1. 关键帧动画: 通过记录物体在特定帧或时间点的位置，将每个动作输入计算机系统。然后，动画程序根据动画师设置的规则（直线、曲线等）计算这些关键点之间的运动。

2. 程序动画: 对于一群鸟，而不是记录每只鸟的位置和移动，计算机程序会计算所有鸟的去向以及它们的移动方式。

合成

合成是将各种元素（如 3D 图像、真人电影素材和静止图像）组合在一起，以创建一个完成的镜头。所有包含真人演员的视觉效果都需要合成。如上所述，蒙版绘画不再绘制在玻璃上。相反，真人动作使用合成程序（如 Adobe After Effects 或 Apple 的 Shake）与蒙版绘画合成。

软件合成应用程序

Apple Shake（已停产）
Adobe After Effects
Autodesk Combustion
Blender
The Foundry Nuke
Eyeon Digital Fusion
Jahshaka
sony vegas pro

软件和硬件合成系统

Autodesk Inferno
Autodesk Flame
Autodesk Flint
sony vegas pro

所有合成应用程序都提供相同的基本工具，关于哪些应用程序适用于电影，哪些应用程序适用于商业广告，没有硬性规定。例如，尽管 After Effects 已被用于“飞行者”等电影，但它也被广泛用于广播和字幕设计。但是，一些应用程序确实附带一些特定工具，这些工具可能在具体任务中具有优势。

基于软件的合成应用程序与组合的软件和硬件解决方案之间的主要区别在于，大型 Autodesk 系统价格明显更高，但在电影或 HD 分辨率下提供近乎实时的性能。

合成应用程序通常遵循两种不同的工作模式。

基于图层
基于节点

基于图层的合成应用程序对于初学者或初级合成师来说似乎更容易理解，尤其是那些在 Photoshop 或 The Gimp 中处理静止图像的合成师。虽然基于图层的应用程序可以提供与基于节点的应用程序相同的结果，但当处理大量元素和多个 3D 渲染通道时，基于节点的应用程序更容易合成。虽然一开始令人望而生畏，但基于节点的系统可以为合成师提供对镜头的更多控制，并简化问题解决。即使是初学者也可以从学习基于节点的软件包中受益，因为他们将深入了解为创建效果而执行的具体操作。

8 位图形

合成中使用的每个图像像素都由四个颜色通道组成：红、绿、蓝和 Alpha。每个通道具有 8 位颜色深度，生成 32 位图像。更高的颜色深度包括每个通道 16 位和每个通道 32 位（浮点）。这些更高的颜色深度允许更平滑地显示颜色变化，例如在渐变中。

抠像

抠像或蒙版是合成的基础。它是在帧或帧序列中围绕元素绘制蒙版的过程。生成的图像包含红、绿、蓝颜色通道的组合，以及定义透明度的 Alpha 通道。它在帧到帧之间起作用，您不能忽略一个没有完美蒙版的单帧。

跟踪

跟踪是将前景元素的运动与背景运动匹配的过程。基本上，您在背景上选择一个合适（即定义明确、独特、对比鲜明）的点，然后告诉计算机跟踪该点。您获得的是该点的运动路径，然后可以将其应用于您的前景。

跟踪分为两类
二维跟踪
上面已描述...（通常仅称为“跟踪”，几乎所有合成应用程序都支持它）
三维跟踪
三维跟踪尝试“解决”或推导出在二维空间中跟踪的点之间的空间关系，并通过使用复杂的摄影测量算法来近似这些点在三维空间中的距离和视差。最终结果是对用于拍摄场景的摄像机运动的近似，可以导出到三维应用程序或二维应用程序，以帮助进行匹配移动。跟踪效果最佳的镜头往往是那些具有恒定摄像机路径和大量视差的镜头。
许多合成应用程序可以以不同的熟练程度处理三维跟踪数据。