VES视觉效果手册(第3版)VFX行业标准实践与流程

1.本书是VES（Visual Effects Society，美国视觉效果协会）行业指导手册，影视、游戏、传媒等行业的视效、特效工作者可以参考；
2.本书涵盖了以美国好莱坞为代表的全球化电影产业的视觉效果制作模式、创作流程及产业化流程；
3.56位VES会员写作，他们分别是来自视觉效果相关的各个专业细分领域的代表人物。

本书是由VES（VisualEffectsSociety，美国视觉效果协会）组织56位成员编写的视觉效果指导手册。第1版自2010年出版以来就广受赞誉。本书包括行业标准技术和工作流程，可供广大视觉行业专业人士用于研究不断发展的、快节奏的视觉效果世界。VES组织原作者更新了本书相关专业领域的知识，例如VR/AR电影制作、色彩管理、摄影机、视觉效果剪辑、立体影像和数字中间片，并详细介绍了互动游戏和全动画。56位贡献者分享了他们根据数十年的反复试验和实际动手经验总结的方法、诀窍、技巧和捷径。第3版在第2版的基础上扩展到包含：2.5D/3D合成、3D扫描、数字摄影、动画和视觉效果故事片的编辑工作流程、游戏更新、通用几何实例、VFX镜头映射、原生立体影像、实时VFX和摄影机跟踪、VFX镜头/元素拉取和交付、技术可视化、VFX元素和立体影像、虚拟制作和VR/AR。本书为视觉效果艺术家、制作人和其他相关人员提供了从前期制作到数字角色创建、实景拍摄、CG元素合成及真实感技术等基本技术和解决方案，是一本完整的视觉效果技术理论和实践指南，是所有从事或有志于从事视觉效果工作的人员需要的重要资源。

杰弗里·A.奥肯（Jeffrey A. Okun，VES）是一位屡获殊荣的视觉效果总监，曾参与过大量故事片、广告和电视节目制作。他于1976年开始从事该行业，目前是VES、美国电影艺术与科学学院、美国电影摄影师协会（ASC）、电视学院和编辑协会的成员。他担任VES主席9年，担任副主席16年，担任洛杉矶分会主席2年。他与Tim McGovern和Kim Lavery共同创立了VES奖。
奥肯于1992年创建了至今仍在业界广泛使用的视觉效果跟踪和投标软件，以及被称为“PeriWinkle效应”（一种水下蓝屏技术）和“铅笔效应”（一种准确地预测最终视觉效果的工作量和预算的技术）的革命性的视觉效果技术。

苏珊·茨沃曼（Susan Zwerman，VES）自1998年以来一直是VES的成员。她是一位备受尊敬的视觉效果制作人，从事视觉效果制作已超过25年。苏珊还是研讨会的负责人和作家。在她的指导下组织的视觉效果研讨会上，苏珊作为DGA的UPM/AD VFX数字技术委员会主席，强调了视觉效果团队对DGA成员的重要性。 2013年，弗兰克·卡普拉成就奖颁发给了苏珊，以表彰其职业成就和她对行业和美国导演协会的贡献。苏珊还是美国电影艺术与科学学院、美国制片人协会、美国导演协会的成员，以及VES的成员和研究员。

第1章引言001

背景规则001

引言001

为什么使用视觉效果？002

第2章前期制作／筹备004

概述004

分解剧本—制定预算005

初步预算005

较为详细的预算005

报价006

拍摄景片006

临时放映007

审查投标007

合同007

在拍摄期间重新出价007

在后期制作中重新出价007

监控预算和进度007

控制预算008

与导演和制片合作008

演示片009

会面009

向前推进009

制作部门010

制作设计010

摄影011

与摄影师的合作011

特殊效果011

替身012

服装012

化妆013

制作013

视觉效果013

剪辑014

外景地015

制作会议015

设计视效镜头016

导演指南016

故事板016

预览017

设计镜头的目的017

概念图017

连贯性017

逼真017

原始概念018

预算018

现实与魔幻018

摄影机角度018

取景019

大小019

细节019

速度019

按比例缩放影像019

景深019

镜头序列020

摄影机运动020

少即是多020

动作节奏020

CG角色020

动物和人物设计020

十的次方镜头021

长镜头021

视觉效果技术021

技术方面的考虑021

有关确定技术的附加建议023

预览技术的发展025

历史和背景025

预演及其他形式的可视化方案027

何为预演？027

不同类型的可视化方案及其用途028

可视化：新的要素028

视觉效果预演技术应用：谁从中获益，且如何

获益？029

前期预演带来的益处029

项目类型030

后期预演031

什么是后期预演？031

为什么要使用后期预演？033

后期预演一般都由谁来完成？034

保持正确做法要注意的事项和建议034

预览技术使用的误区034

将工作传递下去037

视觉效果总监在预览中的作用038

预演：一项优选的技术038

可视化的实用性038

虚拟现实工具039

引擎中的可视化039

在引擎中渲染039

实时可视化039

增强现实技术工具039

相机投射040

画出镜头拍到的内容040

技术预演040

什么是技术预演040

技术预演的服务对象041

虚拟拍摄042

什么是虚拟拍摄？042

一般都是如何使用虚拟拍摄的？042

第3章采集/拍摄045

片场工作045

特殊效果的常见类型048

什么是特殊效果？048

特效简史048

特效总监049

与视觉效果部门合作049

视觉效果服务于特效049

特效设计和规划049

故事板和预览049

元素：雨、风、雪和冰049

烟雾、火和烟火050

机械效果051

飞行威亚装置和替身052

安全性052

绿幕摄影和蓝幕摄影053

很好做法与其他选项053

概述054

背景的功能054

底片扫描和数字转换054

背衬均匀性和幕布校正055

Alpha通道057

加工后的前景057

合成结果058

推荐的规范做法058

如何曝光绿幕镜头及原因061

设置幕布亮度062

选择背衬颜色064

地面镜头，虚拟场景067

前景照明068

控制溢散光071

虚拟场景的照明071

跟踪标记072

现场预览073

蓝幕拍摄或绿幕拍摄的摄影机073

水下摄影074

现场数据采集074

摄影报告075

跟踪标记077

为演员准备的道具078

电子扫描079

数字照片079

激光扫描080

镜头畸变测试图080

高动态图像和铬球081

激光扫描与数据获取081

现场3D扫描系统084

技术类型085

摄影测量086

道具扫描仪087

光照数据089

光照数据的采集089

小心节省经费的假象！089

使用传统相机093

拍摄参考画面的注意事项094

空景片095

拍摄空景片096

锁死的摄影机097

运动的摄影机097

其他问题097

后期处理098

没有空景片时的替代方案098

空景片的其他用途098

怪兽杆099

现场动作捕捉：参照摄影机（基于图像的

运动捕捉）101

非视频的无线运动捕捉102

影响参照摄影机方法的因素102

后期制作中的数据处理103

用于实时可视化的摄影机跟踪103

摄影机跟踪的前期制作104

摄影部门104

拍摄前的准备105

当前常用的跟踪系统105

记录摄影机数据的三角测量法107

摄影机和被摄物体的位置信息107

基本要素：工具集107

基本要素：节点108

教程：摄影机与被摄物体的位置

信息109

摄影参考118

如何处理118

拍摄参考视频120

规则、设置和测试121

进行一次完整的试拍123

为什么要拍摄测试镜头？123

数字电影摄影124

数字相关概念124

高动态范围（HDR）127

镜头元数据135

外观管理137

录制系统139

用于视觉效果的镜头映射140

视觉效果摄影141

相机阵列141

相机阵列镜头设计143

技术人员144

拍摄日144

特殊技巧144

后期145

未来145

视觉效果用活动景片素材拍摄145

摄影机机位（视点）146

视角146

灯光方面的考量146

摄影机俯仰146

背景质量146

运动景片元素拍摄147

寻找摄影机机位147

案例分析147

摄影车148

摄影车的安全问题148

特制摇臂车（俗称俄罗斯臂）148

震动和摄影机稳定148

行车速度149

预防措施149

全景支架149

水上拍摄150

空中拍摄150

钢缆系统151

拍摄用于合成的元素152

什么是元素？152

影片素材152

元素种类152

常规拍摄的元素与专门拍摄的元素152

确定元素需求153

窍门153

背景154

黑色背景154

排布154

摄影机格式的考虑156

拍摄元素方法的分类156

高速摄影与元素拍摄159

摄影机159

技术员161

摄影指导162

照明162

应用162

锁定摄影机163

辅助监视器164

后期制作164

指导运动控制系统164

什么是运动控制系统？164

动作编排165

多次拍摄165

缩放166

摄影机运动数据的导入和导出166

数据167

运动控制系统的类型167

运动控制软件170

摄影机的类型170

同步与相位170

拍摄现场工作171

获取映射到CG的动态/静态摄影纹理171

全景背景172

静态图像分块172

动态影像分块和同步景片173

实际的考虑174

用于纹理和照明的静态图像174

定格动画175

定格动画拍摄的演变175

定格动画拍摄的耗时177

拍摄前的准备177

为定格动画布置拍摄空间178

定格动画中运动控制的使用179

有用的预警180

一个镜头的演变181

定格动画在视觉效果中的应用182

第4章表演捕捉与运动捕捉184

什么是运动捕捉184

运动捕捉真的适用于某个项目吗？185

运动捕捉的角度185

技术规范185

切入点185

预算185

对一个项目来说什么样的技术算得上合适？186

评测项目的需求和制约因素186

被动反射光学187

主动光学187

惯性188

结构光189

立体深度重建189

弯曲传感器（机械传感器）190

运动捕捉的准备工作190

演员191

运动捕捉服装191

粘贴标记点—全身191

粘贴标记点—脸部192

运动捕捉绑定192

拍摄清单193

技术层面的注意事项193

硬件194

闪光灯195

标记点195

镜头196

滤光片197

图像传感器197

板载处理器198

输入／输出199

建立（设置）199

软件199

采集199

标定199

后期处理201

重建201

标记201

间隙填充202

数据清洗202

运动捕捉的解算202

面部运动捕捉204

演员面部数据采集204

演员数据采集硬件205

参考数据207

统计数据207

面部绑定208

面部获得209

音频211

面部表情捕捉解算211

实时运动捕捉212

实时运动捕捉技术的用途212

实时运动捕捉技术的局限性213

替代技术214

虚拟化制作214

虚拟场景搭建214

预演214

现场制作的可视化214

虚拟摄影215

第5章立体3D216

3D是如何工作的216

视觉适应和汇聚216

光轴间距217

内旋矫正与水平图像位移218

像差或深度规划219

正像差和负像差220

浮动窗口220

后期修正222

立体影像设计222

新兴的3D技术语法222

深度的创意应用222

避免令人痛苦的3D224

尺寸的美感225

为了3D的剪辑226

为多发行格式而设计226

基于沉浸感和基于汇聚的立体226

原生立体影像227

准备制作228

在现场229

视觉效果流程中的立体摄影231

完成片中的立体摄影232

高帧率—更好的3D电影方案232

视觉效果元素和立体影像233

介绍：如何使用视觉效果元素233

原生立体影像内容233

单目拍摄：将脚本和元素打包交付234

单目拍摄：立体影像交付的混合

方法234

单目拍摄：为立体影像交付而使用全CG

方法235

创建深度：Layout和立体摄影235

立体摄影机：深度楔形236

立体合成236

在制作过程中要求提供全CG立体

渲染236

视觉效果生产的任务236

2D转制3D237

创建深度前的准备工作238

2D深度线索的视觉分析238

立体转制的前期制作和预演238

源视角和目标视角239

共享镜头/共享工作流程239

2D到3D转制的主要阶段240

立体转制的主要工作流程242

特殊情况242

投影贴图工作流程243

像素位移245

其他的立体转制工作流程245

“真实的”一定是准确的吗？246

立体转制管理246

立体视觉效果246

准备第3个维度247

立体拍摄247

立体视觉效果248

实拍元素249

特效的细节与精度249

行业水平现状249

数据管理249

立体影片DI制作流程250

立体转制过程中的重要节点251

观看3D样片251

3D放映屏幕252

3D剪辑过程252

数据工作流程255

应用3D调色256

3D立体发行256

3D家庭影院发行256

立体视窗257

立体视窗257

相对于3D场景的窗口放置259

窗口矛盾261

窗口放置逻辑262

如何创建一个立体窗口264

在3D空间中制作电影264

开发—获得拍摄绿灯265

制作—需要注意什么266

第6章后期制作/图像处理269

分辨率与图像格式的考虑269

格式269

传输270

分辨率270

学院色彩编码系统（ACES）271

ACES构成272

ACES的好处272

ACES色彩空间编码273

ACES的监看274

使用ACES的准备275

后期制作中的影像压缩和文件格式276

影像编码276

静态图像压缩276

其他无损压缩算法278

文件格式280

色彩管理283

3条准则283

数字彩色影像编码和数字摄影机283

桌面色彩管理288

将颜色管理带入电影工作流程291

DI（数字中间片）294

镜头元素拉取及向视觉效果组交付296

介绍296

实验室296

“制作”对于“实验室”而言就像是…297

合并297

移交297

视觉效果剪辑297

选择298

拉取298

视觉效果剪辑299

镜头内部的编辑：预合成的艺术299

它是如何形成的300

当今信息的跟踪与分发301

当镜头有调整304

完成它304

动画电影的剪辑流程305

引言305

剪辑组的人员编制305

剪辑在动画电影制作各个阶段中的

应用307

与艺术家交流312

团队协作313

全球化协作313

参考和观点314

镜头制作315

与其他部门制作者的交流315

完成316

实拍元素合成316

现代数字合成316

场景跟踪320

绘制蒙版321

绘制蒙版321

数字绘图与素材重建322

蒙版绘景／创意空间323

蒙版绘景：数字领域的艺术323

什么是蒙版绘景？324

蒙版绘景的先驱和历史324

前期制作中蒙版绘景镜头的可视化326

蒙版绘景镜头的现场监督326

行业的基本技能和技巧327

模型和计算机生成场景330

发现优选的帧331

重投影像测量331

创意合成的需求333

3D蒙版绘景333

第7章数字元素的创造335

数字建模335

概述：数字建模的重要性335

建模的类型335

模型数据的类型337

数字模型的开发338

建造用于制作流水线的模型340

多边形的工程层面340

NURBS的工程层面341

绑定和动画绑定341

绑定：什么是绑定？341

动画绑定341

变形绑定343

纹理和表面345

纹理绘制的重要性345

硬表面模型345

生物模型346

几何类型：存在的问题和优点346

准备要绘制的模型347

纹理创建348

其他贴图驱动效果350

制作中的纹理绘制350

模型编辑351

数字头发/毛皮351

毛发生成过程352

一般问题及解决方案355

数字羽毛360

羽毛的形态学361

数字羽毛的建模361

毛发和羽毛的相似之处362

毛发和羽毛的不同之处362

一般几何观测363

资产的构建364

虚拟世界的构建364

注意事项365

动态和模拟366

如何创建仿真模型？367

什么时候适合使用仿真？367

技巧和秘籍368

重要注意事项368

规划与准备368

软件解决方案：浅谈当前通用的软件解决

方案369

粒子369

什么是粒子系统？369

下一步369

粒子的诞生370

创建效果370

刚体动力学372

如何创建刚体动力学模拟372

潜在问题373

其他问题373

完成模拟的诀窍374

数字光照374

现实中的光与计算机图形学中的光374

真实光照与简单CG模拟的实例对比375

通过材质贴图添加视觉细节376

基于物理的着色模型377

表面之下377

视觉效果中的光照目标378

成功构建创造性数字光效的工作流程379

计算机图形学中的光照技术380

直接照明：从光源到表面再到摄影机380

反射381

拍摄反射贴图381

阴影382

基于图像的光照382

渲染遮蔽382

环境光遮蔽382

反射遮蔽383

从环境贴图创建光源383

基于物理的渲染383

物理真实感渲染385

体积光照效果385

着色器基础386

什么是着色器？386

着色模型387

凹凸与置换387

基于贴图的着色器388

程序化着色器390

着色器的设计390

抗锯齿392

2D合成392

2D文件格式392

图像质量：位深和级联393

对数和线性394

低动态范围与高动态范围图像394

遮罩与Alpha预乘395

CG元素的渲染395

综合性技术396

2．5D合成397

Z-Depth合成397

添加景深397

添加运动模糊397

重新打光398

3D合成399

在合成中使用3D数据399

全景拼接399

相机投影399

数字接景399

可视范围标注400

立方体映射400

3D遮罩401

3D修复与清理401

画面运动调整401

粒子402

深度合成403

群体的创建与仿真技术404

实体复制404

精灵404

计算机生成群体404

复制建模404

变体405

网格密度405

复制中的动画循环405

动作捕捉405

关键帧动画405

动态运动综合405

行为和群体控制406

CG修复和角色增强406

设置跟踪和捕捉注意事项406

眼睛增强406

3D技术407

2D技术407

2．5D技术407

轮廓变化407

二次投影408

3D产品、系统和软件408

数字元素创建过程408

3D图形软件409

3D跟踪410

特殊效果411

渲染411

纹理412

第8章互动游戏413

概述413

游戏行业和电影/电视行业的不同之处413

游戏引擎和实时渲染414

运行组件414

职能与职位名称416

游戏设计416

开发416

制作416

测试417

美术417

美术总监417

概念设计417

游戏场景艺术家417

纹理艺术家418

角色419

硬质建模419

道具419

灯光419

烘焙与动态光照420

阴影420

特效421

系统特效421

环境特效422

破碎效果422

爆破422

技术美术422

动画422

用户界面423

实时着色器和材质424

预渲染影片与实时视觉效果424

优化与运行预算424

性能分析与剖析425

CPU与GPU的性能边界425

技术术语426

用户校准426

延迟426

电视机上的“游戏模式”426

HDR10426

PBR427

FBX427

Mip映射427

滤波427

纹素（Texel）427

屏幕空间环境光遮罩算法427

层次细节模型427

顶点着色器和像素着色器428

AR/VR428

游戏的未来428

按需渲染、分布式云计算和光线

追踪428

第9章完整动画429

何为动画项目？429

视觉效果与动画之别431

制作工序431

制作431

动画技术历史纵览435

传统动画435

定格动画437

计算机图形技术438

全CG动画长片制作工序要点斟酌439

CG动画长片制作工序440

管理动画影片项目443

电影项目管理与个人风格443

打造智囊团443

建设核心创作团队444

编剧和视觉开发445

与制片公司合作446

设施和环境447

管理营销事项449

制作过程：一个动画师的视角450

制作实拍影片中的CG动画内容450

过程规划450

制作452

角色与环境交互453

第10章通用工作流程注意事项455

虚拟摄影棚技术455

制作工作流程分析456

从工作流程到流水线458

服务机构与内部要求461

制作工作流程设计462

从分析到设计462

开展制作工作流程466

从设计到实施466

基础设施469

资产跟踪470

什么是任务和资产跟踪？470

商业任务和资产跟踪系统473

构建任务和资产追踪系统474

场景组合475

3D场景组合475

2D场景组合（合成）478

跨平台工作478

影像479

模型479

纹理480

动画480

合成480

研究与开发480

第11章虚拟现实/增强现实（VR/AR）481

编者按481

VR/AR的前期制作481

VR/AR的制作483

VR/AR的后期制作484

VR/AR的剪辑后期制作486

如何引导观看者？486

后期制作过程487

非线性编辑、时间轴和剪辑487

世界锁和强行透视487

头戴式显示器和手持式显示器的类型487

什么是头戴式显示器和“VR存在感”？487

头戴式显示器的快速分类488

头戴式显示器的电子设计及各自

性能489

头戴式显示器的光学设计及各自的

用途491

VR头戴式显示器显示屏中的图像质量

因素492

半球和穹顶球幕494

游戏机制是关键494

改变怀疑和先入为主的观念495

穹顶球幕投影495

穹顶球幕的未来495

VR/AR跟踪显示496

VR的用途496

企业496

叙述故事497

VR和AR的未来497

这只是开始497

附录A根据VES指导方针提交的摄制人员

职衔499

附录B词汇表504

鸣谢531