請注意，此頁面涵蓋的是視覺特效，而不是特技效果。SFX 指的是煙火、雨雪等。視覺特效 (VFX) 是指使用的視覺技巧，包括投影、綠屏、微縮模型等...

視覺特效一直存在；它們甚至早於電影。電影本身，基於運動的錯覺，本身就是一個特效。每秒的放映都是運動的錯覺，是導演對觀眾說的一種謊言，是一種必不可少的序言，它將我們帶入了視覺特效的實際方面。我們不可能忽略數字軟體的應用給該領域帶來的革命。如今的數字工具取代了許多過去僅僅依賴於人類技能的藝術形式。

視覺特效是電影製作過程的核心。

如果你無法在相機中獲得特殊效果，那麼你必須在後期製作中建立視覺特效。對於大型電影，每個鏡頭可能花費數千美元。但對於低預算的電影製作人來說，有一些更便宜的選擇。

你想用你那臺小巧的 DV 攝像機開始製作令人驚歎的特效嗎？那麼你至少有兩個選擇：畫布繪畫和預算綠屏拍攝。

預算綠屏拍攝

綠屏是為真人拍攝新增美麗背景的一種方式。最典型的例子可能是羅伯特·羅德里格斯的《鯊魚男孩和熔岩女孩》。但即使你只用 DV 攝像機拍攝，你也可以拍攝便宜的綠屏鏡頭。

透過在戶外使用熱核裝置（太陽）進行綠屏拍攝，可以大幅降低拍攝成本，而太陽是免費的（在陽光明媚的日子裡）。這意味著你只需要僱用綠屏本身——不需要任何通常對計算機在後期進行準確摳像必不可少的精細校準均勻照明。

作為購買或租賃的替代方案，可以自行製作綠屏。商業照明供應商店出售專門為此目的製造的油漆，但你可能可以用精心挑選的普通家裝油漆來替代，只要這種油漆“足夠綠”，計算機就可以進行摳像。

綠屏拍攝最常見的問題是

使螢幕上的照明均勻。
使前景的照明與（單獨拍攝的）背景的照明相匹配。

透過在戶外拍攝，並在拍攝畫面上懸掛一個漫射框，你可以使整個螢幕和演員都自然地沐浴在均勻的陽光中。這也會與稍後替換綠屏的背景的日光條件相匹配。如果你的目標背景不是普通的日光，或者如果你遇到大量的雲層移動，這可能不適合你。

確保你的前景演員離螢幕有一定的距離，這樣你就不會看到一絲綠色的光線反射到他/她身上，因為這會在後期製作中造成問題——但由於你的光源是太陽（位於頭頂），你比在攝影棚中從正面照射螢幕時更容易避免綠色的溢位，因為在攝影棚中，燈光很可能從正面照射螢幕。

前投影

前投影（通常縮寫為 FP）是一種可以達到與綠屏相同效果的技術，但它是“在相機中”實現的，也就是說，主體和背景的合成是在相機獲取組合影像時完成的。

該技術使用一個位於相機前方的分光鏡，以完全填滿相機的視野的方式，並且以精確的 45 度角相對於相機的拍攝軸進行定位。（這種旋轉可以是左右或上下）。該系統的其他元件包括一個透明度投影儀（靜止影像或動態影像）和一個位於動作背後的特殊逆反射透鏡螢幕。

分光鏡同時充當鏡子和窗戶，反射一部分入射光，並透射另一部分光。分光鏡根據反射率與透射率的比例選擇用於特定應用。常見的型別是 50R/50T（50% 反射率，50% 透射率）和 70R/30T。

前投影電影攝影中使用的是平板式分光鏡，它只是一塊平板玻璃，一面塗有特殊的塗層，旨在減少分光鏡吸收的光量，從而減少被分光鏡反射或透射的光量。塗層的一面朝向動作，被稱為“正面”。這種塗層的目的是減少因分光鏡吸收而導致的光線損失，而分光鏡的作用只是加熱玻璃。

在演員和場景中的其他物體後面設定了一個逆反射螢幕。這種螢幕不僅僅是典型的漫射投影螢幕，漫射投影螢幕可以均勻地分散光線，因此坐在螢幕前不同角度的觀眾都可以看到均勻明亮的影像。相反，逆反射螢幕傾向於將光線直接反射回它來的方向。

用於逆反射 FP 螢幕的經典材料是由 3M 製造的，並以“Scotchlite”的商標名出售。Scotchlite 用於標牌製作和醒目性應用（夜間機動車安全可見性）。它可以從商業標牌製作供應商店購買。

Scotchlite 的逆反射是透過將數百萬個微小的玻璃珠懸浮在透明基材中來實現的，這些玻璃珠被繫結到不透明的乙烯基薄板上。它有各種尺寸的卷，最寬可達四英尺。

在為電影《2001太空漫遊》製作大型（40 英尺 x 100 英尺）的 Scotchlite 螢幕時，導演斯坦利·庫布里克和特效主管湯姆·霍華德最初將 Scotchlite 條帶並排鋪設，但發現製造過程中的差異使得相鄰條帶之間的接縫在最終產品中非常明顯。他們的解決方案是將 Scotchlite 撕成不規則的重疊碎片，從而最大限度地減少了逆反射率差異的發生，這些差異大到足以讓觀眾察覺。然而，正如馬丁·哈特所觀察到的那樣，對《2001》的 FP 場景的仔細檢查揭示了由相鄰隨機補丁之間逆反射率差異造成的缺陷。

SMTPE 論文中提出了一種更復雜的解決方案：該論文的評論將在本文的未來版本中釋出。

在討論了前投影中使用的物理元件的性質之後，我們轉向這些元件在工作中的 FP 系統中的準備和排列。

包含所需背景影像或“板”的靜止影像或動態影像透明度投影儀被放置，使得投影軸垂直於相機的拍攝軸，在相機的拍攝軸與分光鏡的正面接觸的地方相遇。（因此，分光鏡的方向相對於相機和投影儀都是 45 度。）

當投影儀工作時，背景板被投影到分光鏡的正面。一部分影像被透射過分光鏡。在普通應用中，透射部分的影像被分光鏡對面（遠離投影儀）的黑色表面吸收，以避免雜散反射。

未被分光鏡透射或吸收的那一部分影像被反射 90 度角，並因此沿著相機的拍攝軸投影到動作上，落在前景演員和物體以及他們身後的逆反射螢幕上。

逆反射材料傾向於將光線反射回入射路徑。在 FP 工作中，背景板影像被逆反射回分光鏡。逆反射的背景影像的一部分再次丟失，因為它要麼被分光鏡吸收，要麼被反射回投影鏡頭。剩餘的部分進入相機，在那裡它與動作一起被拍攝下來。

在前面的討論中，唯一沒有解釋的部分是投影背景蒙版中落在演員或其他前景主體上的部分。前景照明與前景主體與特殊螢幕相比的極端反光性不足相結合，意味著落在演員身上的投影影像部分非常暗，在攝像機中無法檢測到。

需要對系統元件進行精確對齊，以確保前景物體完全覆蓋其自身的陰影，這些陰影是由投影儀投射到螢幕上的。這排除了平移和傾斜，除非在特殊情況下，相機安裝在使平移、傾斜或兩者都繞相機鏡頭後節點進行的情況下：所謂的“節點平移”和“節點傾斜”。此外，分光鏡必須足夠大，而相機必須足夠近，這樣相機就不會將分光鏡的邊緣納入視野。

在 FP 上下文中，節點平移和傾斜相機工作的示例可以在電影《2001：太空漫遊》（1968 年）中的“人類的黎明”序列中看到，尤其是水坑場景。（《2001》上的前投影效果由斯坦利·庫布里克在湯姆·霍華德的協助下完成。）

焦距（變焦）的變化不會像平移或傾斜那樣帶來困難。相機可以放大或縮小，只要在變焦的最大點，分光鏡（或投影蒙版影像）的邊緣不在視野中即可。在《2001》中，庫布里克還在一些 FP 鏡頭兩端使用大型佈景，以隱藏他那巨大的反光螢幕的邊緣。

事實上，在電影《超人：電影》（1978 年）中，佐蘭·佩裡西奇對變焦進行了特殊而新穎的應用，他在《2001》中擔任攝影臺或動畫架攝像師。電子控制的電機變焦鏡頭安裝在相機和投影儀上，並相互同步，使兩個鏡頭始終以相同的焦距同時變焦。這意味著當相機放大時，背景影像不會改變其明顯的尺寸，因為投影儀同時投影縮小的影像。用佩裡西奇的話說，投影儀變焦，相機變焦以“擁抱”較小的影像。但是，變焦會導致前景物體看起來像朝相機衝來或遠離相機。這種“靜態”背景和“移動”前景的組合使視覺效果逼真的飛行場景得以實現，並幫助這部電影取得了成功。

為了進一步增強這種效果，《超人》中的 FP 使用了兩種其他創新：使用移動蒙版（使用電影投影儀而不是靜止透明投影儀來投影移動背景）；並將整個前投影裝置（相機、投影儀和分光鏡）安裝在一個大型運動控制機器人臂上，該機器人臂具有六個自由度，並使用了一個巨大的曲面螢幕。

在後投影過程攝影中，投影儀的快門必須使用機械或電子方式與相機的快門同步，以避免背景閃爍。

運動控制前投影支架是 1978 年的工程傑作，並使用了早期的微處理器進行控制。支架執行和運動的各個方面都可以記錄到計算機磁帶上，以便稍後自動回放，從而使支架按訓練的方式移動和執行。

蒙版繪畫

最古老，也許也是最被低估的視覺效果是蒙版繪畫。我們經常看到這些，但因為它們看起來很自然，所以我們沒有注意到。

最初，蒙版繪畫是在直接放在相機前面的玻璃上進行的。為了進行蒙版繪畫，要建立一個部分佈景，其大小僅與演員一樣大，並且僅延伸到演員表演的地方。電影佈景的其餘部分是空白空間（或你不希望在電影中看到的任何東西）。除了玻璃上的一小部分是透明的，其餘的電影佈景都是玻璃上的繪畫。這允許您新增更多風景建築作為繪畫。只要演員可以透過玻璃的透明空間看到，你就無法分辨演員是否不是電影佈景的一部分。

如今，蒙版繪畫既使用繪畫，也使用 CG（計算機生成的視覺效果）。演員不是透過玻璃拍攝，而是正常拍攝，然後與蒙版繪畫合成。因此，現在蒙版繪畫和計算機生成的視覺效果之間的區別變得模糊。如果演員是在部分電影佈景上拍攝的（沒有綠屏等），那麼這種效果就是蒙版繪畫……即使你使用計算機生成的特效來獲得這種效果。

用於視覺特效的 3D 動畫

當你開始考慮使用 3D 計算機生成的特效時，你需要了解不同型別的 3D 動畫。

1. 通用動畫: Blender、LightWave、Maya 和 3D Studio Max 等程式是通用動畫程式。它們功能強大，價格昂貴（除了 Blender，免費），學習曲線陡峭，並被用於大多數高階特效電影。

2. 專用動畫程式: Vue、Bryce、Poser 和 DAZ Studio 等程式是為特定目的而設計的。Vue 和 Bryce 用於從自然界中建立逼真的風景。Poser 和 DAZ Studio 用於處理稱為Poser 影像或數字木偶的特殊計算機模型。其中一些程式甚至免費，例如 DAZ Studio、Blender 和 Bryce。

3. 特殊軟體外掛: Character Studio 等軟體模組在通用動畫程式內部執行，以建立類似於專用動畫程式的特殊動畫。LightWave、Maya 和 3D Studio Max 可以透過使用外掛模組進行極大擴充套件。

4. 支援程式: 當你的通用動畫程式在使用起來比較笨拙以完成一項特殊任務時，那些新增動畫但實際上不做任何渲染的程式非常有用。這些程式擴充套件了 LightWave、Maya 和 3D Studio Max 的功能，而不會使這些程式過於繁瑣。

3D 建模

3D 動畫中的所有元素都必須建模。LightWave、Maya、XSI 和 3D Studio Max 等程式內建了建模模組。Vue、Bryce、Poser 和 DAZ Studio 等程式沒有，但對於 Poser 和 DAZ Studio，你可以購買數百種專為這些程式設計的影像。Pixologic Zbrush 和 Autodesk Mudbox 尤其擅長對人類和生物等有機物體進行建模。

3D 動畫

動畫分為三個部分，建模、實際動畫和渲染。實際動畫可以是

1. 關鍵幀動畫: 透過記錄物體在特定幀或時間點的位置，將每個動作輸入計算機系統。然後，動畫程式根據動畫師設定的規則（直線、曲線等）計算這些關鍵點之間的運動。

2. 程式動畫: 對於一群鳥，而不是記錄每隻鳥的位置和移動，計算機程式會計算所有鳥的去向以及它們的移動方式。

合成

合成是將各種元素（如 3D 影像、真人電影素材和靜止影像）組合在一起，以建立一個完成的鏡頭。所有包含真人演員的視覺效果都需要合成。如上所述，蒙版繪畫不再繪製在玻璃上。相反，真人動作使用合成程式（如 Adobe After Effects 或 Apple 的 Shake）與蒙版繪畫合成。

軟體合成應用程式

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

軟體和硬體合成系統

Autodesk Inferno
Autodesk Flame
Autodesk Flint
sony vegas pro

所有合成應用程式都提供相同的基本工具，關於哪些應用程式適用於電影，哪些應用程式適用於商業廣告，沒有硬性規定。例如，儘管 After Effects 已被用於“飛行者”等電影，但它也被廣泛用於廣播和字幕設計。但是，一些應用程式確實附帶一些特定工具，這些工具可能在具體任務中具有優勢。

基於軟體的合成應用程式與組合的軟體和硬體解決方案之間的主要區別在於，大型 Autodesk 系統價格明顯更高，但在電影或 HD 解析度下提供近乎即時的效能。

合成應用程式通常遵循兩種不同的工作模式。

基於圖層
基於節點

基於圖層的合成應用程式對於初學者或初級合成師來說似乎更容易理解，尤其是那些在 Photoshop 或 The Gimp 中處理靜止影像的合成師。雖然基於圖層的應用程式可以提供與基於節點的應用程式相同的結果，但當處理大量元素和多個 3D 渲染通道時，基於節點的應用程式更容易合成。雖然一開始令人望而生畏，但基於節點的系統可以為合成師提供對鏡頭的更多控制，並簡化問題解決。即使是初學者也可以從學習基於節點的軟體包中受益，因為他們將深入瞭解為建立效果而執行的具體操作。

8 點陣圖形

合成中使用的每個影像畫素都由四個顏色通道組成：紅、綠、藍和 Alpha。每個通道具有 8 位顏色深度，生成 32 點陣圖像。更高的顏色深度包括每個通道 16 位和每個通道 32 位（浮點）。這些更高的顏色深度允許更平滑地顯示顏色變化，例如在漸變中。

摳像

摳像或蒙版是合成的基礎。它是在幀或幀序列中圍繞元素繪製蒙版的過程。生成的影像包含紅、綠、藍顏色通道的組合，以及定義透明度的 Alpha 通道。它在幀到幀之間起作用，您不能忽略一個沒有完美蒙版的單幀。

跟蹤

跟蹤是將前景元素的運動與背景運動匹配的過程。基本上，您在背景上選擇一個合適（即定義明確、獨特、對比鮮明）的點，然後告訴計算機跟蹤該點。您獲得的是該點的運動路徑，然後可以將其應用於您的前景。

跟蹤分為兩類
二維跟蹤
上面已描述...（通常僅稱為“跟蹤”，幾乎所有合成應用程式都支援它）
三維跟蹤
三維跟蹤嘗試“解決”或推匯出在二維空間中跟蹤的點之間的空間關係，並透過使用複雜的攝影測量演算法來近似這些點在三維空間中的距離和視差。最終結果是對用於拍攝場景的攝像機運動的近似，可以匯出到三維應用程式或二維應用程式，以幫助進行匹配移動。跟蹤效果最佳的鏡頭往往是那些具有恆定攝像機路徑和大量視差的鏡頭。
許多合成應用程式可以以不同的熟練程度處理三維跟蹤資料。