previzion绿幕合成预览系统--可视化预览

现如今的电影电视剧中，大量采用了CG元素来进行制作，大量的镜头在绿幕环境中进行拍摄，影视中的很多背景环境都是由计算机渲染而成，今年斩获奥斯卡视觉特效大奖的《地心引力》的特效成分更是高达90%以上。

由于特效场景基本都是在蓝绿幕中进行拍摄，因此拍摄时现场没有虚拟的场景画面，在演员走位、镜头把控、灯光布置等存在不同程度的难点，在后期制作时，会有遇到各种各样的问题，从而反复的进行修改，或是补拍、重拍镜头，增加制作难度，延长制作周期，同时制作成本也大大提升。为了减少此类情况的发生，在制作特效镜头时，越来越多的采用前期视觉预览技术PreViz——中科院计算所太仓分所拥有的一套绿幕合成预览系统，用直白的语言来说，PreViz其实就是电影的前期剪辑在正式拍摄之前将拍摄内容简单制作一遍，用低模，简单动画展示出演员走位，取景，摄影机角度，摄影机运动等大方向，供导演、摄像指导等人拍摄时参考。过去，电影人靠的是分镜，概念图，实体模型道具帮他们规划视觉呈现。现在可以通过计算机动画工具iClone、maya等来完成、加速这个过程。

《地心引力》就是采用视觉预览技术，通过三维软件对全片进行了动画预览。而此前的《阿凡达》更是采用了实时的预览技术，它是一台带有LCD屏幕的监视器，这个可任意移动和旋转的监控器里可以在拍摄演员的表演时，同步预览到由电脑生成的即时CG画面，并且可以随时以任意角度和显示比例观看画面效果。《阿凡达》中的大部分镜头是真人拍摄和电脑CG合成的，演员在绝大多数情况下都在完全没有布景、空荡荡的摄影棚里对着空气手舞足蹈，他们所身处的潘多拉星球要在后期制作中由电脑加入。在《阿凡达》以前，演员表演的时候导演无法看到最终合成的CG效果，只能凭借想象。

阿凡达预览系统

中科院计算所太仓分所现拥有的Previzion绿幕预览合成系统就是一套集实时抠像、跟踪、渲染、合成、色彩校正和动作追踪拍摄等功能的实时预览系统，将影视制作带入到一个新的高度。

Previzion采用高性能的计算机，提供现场的实时抠像、特效渲染及合成，同时还能对摄影机的运动实时的追踪。通过安装在摄影机上的追踪套件Intersense（光学传感器）、Airtrack（惯性传感器）、C-Motion（无线调焦器），以及安装在录制现场的光学定位板共同协作完成进行实时的追踪。系统内的虚拟摄影机可以与真实的摄影机同步运动，从而达成拍摄现场的特效场景的预览。

Intersense&Airtrack、主机、C-Motion

光学定位板

在拍摄现场布置高品质的蓝绿幕及充足的灯光，可以提提升抠像质量；根据实际的拍摄需求，可在天花板、墙面或是地面安装光学定位板，安装完成后需要对定位板进行数据测量，在拍摄期间定位板的位置必须固定不动，否则将会影响追踪的精度。拍摄前还需要对摄影机及配套镜头进行数据标定，以获取摄影机及镜头的光圈、焦距、畸变值等相关数据，这些数据会用于生成精确的虚拟摄影机。拍摄时，将追踪套件固定在摄影机上，Intersense会实时的捕捉定位板来确定相机位置，Airtrack则确定相机的转向数据，C-Motion可以无线调整镜头的焦距，同时捕捉镜头的焦距信息，这些数据都将汇集到工作主机中进行数据处理，生成对应的虚拟摄影机。Previzion高性能的主机工作站提供强大的计算能力，采用CGFX可编程的高性能渲染器，支持FBX文件的导入，支持Maya2012，系统内部集成了dvMatte

Pro 3 抠像工具，提供快速准确的蓝色或绿色抠像处理。

主机实时的对摄影机传过来的视频信号进行抠像，并与虚拟场景合成，从而达成特效场景的预览，摄影机视频从输入主机至输出预览视频总的延迟时间在4~5帧。通过时间码同步的方式，可以快速方便的导出虚拟摄影机的运动轨迹文件，供后期制作时使用，支持Maya、Boujou、Nuke、SynthEyes等专业软件格式，这将大大减少对后其中对摄影机追踪的工作量，提高了后期的效率。

Previzion系统的工作流程

Previzion可以和MotionBuilder衔接，支持主流动画软件和动捕系统，现场就可以实现真实演员与虚拟演员共同表演；支持虚拟道具、实际道具和虚拟场景、实际布景的结合使用；对有数字编码功能的升降车、摇臂提供全面的支持；还能支持立体电影的拍摄。

在电影《爱丽丝梦游仙境》中，就运用了Previzion的预览技术。通过使用预览技术，拍摄将更有计划，提高效率，降低成本。由于导演现场就能够看到预览画面，将提升对画面的掌控，对于后期将能更准确的得知导演的意图，减少修改的成本。

对于许多过好莱坞大片的观众来说, 爆炸,机器人跟怪兽好像就是电影特效的全部。这种想法实际上不够准确。国内跟好莱坞的电影工业的差距是全方位的, 工业科技己经应用在好莱坞电影制作的各个环节中。

近年来在电影工业界中越来越重要的技术之一: PreViz“可视化预览”。作为好莱坞导演创作的神兵利器, Previzion它实际上己经在好莱坞应用已经非常成熟了。

Previzion绿幕合成预览系统直接影响着电影的镜头设计、画面把控、效率提升、成本控制，被特效大片广泛的采用。

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中国科学院计算技术研究所太仓分所暨太仓中科信息技术研究院，成立于2012年5月，落户在太仓市科教新城大学科技园，是由中国科学院计算技术研究所与太仓市人民政府共建的重要文化创意产业研发基地。太仓分所以虚拟现实技术为基础，以数字影视拍摄制作等数字文化创意产业发展为目标，从事信息技术应用研究、产品开发和人才培养，为影视特效产业提供创新产品、文化装备和核心技术与平台支撑与服务。

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