Краткий курс по созданию эффекта "голограммы"

Вы сидите в гостиной и наслаждаетесь прекрасным заходом двойного солнца, как вдруг… Появляется голограмма. Это звонок вежливости не очень любимого родственника. И что теперь делать?..

Как вы, наверное, догадались, в туториале речь пойдет о воссоздания эффекта "голограммы", ставшего известным благодаря "Звездным войнам".

Итак, начнем урок.

Как это делается?

Голограммы стали неотъемлемым элементом в мире "Звездных войн" с того момента, как Люк впервые бросил взгляд на крошечную принцессу Лею, просящую о помощи Обивана, и до более поздней "шагающей" голограммы, переносившей злого Дарта Сидуоса по коридорам дворца Набу. Lucasfilm, Ltd. и Industrial Light and Magic обычно держат рот на замке, когда разговор заходит о способах создания эффектов, но я поискал по Интернету (конечно, все что находишь в Интернете - чистая правда), и сложил правдоподобную версию того, как создавались первые голограммы.

Похоже, что первоначально голограммы создавались с помощью съемки актеров на черном заднике. Затем отснятый материал переносился на видео и проигрывался на телеэкране. Это изображение снималось на кинокамеру. Из-за ограничений видео (525 линий, черезстрочное наложение, 60 Гц/с) получалось построчно сканированное мерцающее изображение наших героев. Затем окончательный результат внедрялся в кадр. Пропадание изображения из-за помех создавалось нехитрым подергиванием провода, подсоединенного к телевизору и видеомагнитофону или камере.

С развитием технологий кустарный подход к созданию голограмм уступил дорогу более технически сложным методам, основанным на цветовой рирпроекции и видеоэффектах. К счастью, Лукас и компания решили оставить "низкотехнологичный" стиль эффекта. И мы сделаем то же. В этом туториале речь пойдет о высокотехнологичном подходе и затронет цветовую рипроекцию и компоузинг с использованием техники синего экрана, работу с Adobe Photoshop, Adobe After Effects 5.x Production Bundle, и, наконец, Sound Forge для доводки звука.

Задний план на заднем плане

Хотя этот туториал направлен, в основном, на процесс создания видеоэффектов, я решил посвятить немного времени обсуждению техники синего экрана, так как, честно говоря, об этом мало информации, и обычно кинопродюсеры оказываются в замешательстве, когда дело доходит до съемки спецэффектов.

В чем суть цветовой рипроекции? На заре телевидения в камере использовались отдельные трубки для каждого цветового канала (красного, синего, зеленого). При выключении или "ослеплении" одной из трубок (например, синей), в видеоизображении создавалась "замочная скважина", которую можно было затем заполнить материалом из другого источника видео.

Заставляя камеру "не видеть" определенные цвета, можно создать "дыру" и заполнить ее материалом из другого источника.

Один из первых вопросов возникающих в процессе приготовлений к съемках для видеоэффектов является следующий: "какой экран применять - синий или зеленый?"

Некоторые настаивают на постоянном использовании синего задника, а другие советуют всегда использовать зеленый. Ясно, что если вы снимаете человека в синем пиджаке, не стоит делать это на фоне синего задника, а если он одет в зеленый наряд, не стоит снимать его на зеленом фоне - иначе это закончится синдромом парящей головы. Определенные цвета, включая телесный, лучше выглядят на сине фоне, в то время как другие цвета - на зеленом.

Покупка синей или зеленой краски для цветовой рипроекции обеспечивает более высокое качество рипроекции, но может обойтись недешево.

Вопрос, который как правило возникает следом: "Какую краску лучше использовать для рипроекции - синюю или зеленую?"

Хотя использование синей и зеленой красок для цветовой рипроекции обеспечивает полное совпадение цветов и прекрасно подходит для работы с аналоговой видеосистемой, это может быть недешево. Обычно 5-галлонная банка зеленой краски Rosco Ultimatte стоит около $273. Даже если вы и найдете немного дешевле, то при необходимости окрасить большую площадь или нанести несколько слоев стоимость быстро возрастет. Раньше можно было пойти в местный магазин лакокрасочных изделий, заказать синей и зеленой краски - и она отлично подходила для рипроекции при аналоговой системе. В нашу эру цифровых видеоэффектов цвет задника совершенно не важен - лишь бы только он был равномерным и не присутствовал на переднем плане. Я бы посоветовал вам остановиться на зеленом или синем для удобства и легкости использования, так как видеосигнал все еще работает с информацией RGB (или в некоторых случаях YUV).

Последний вопрос: "Из чего сделать фон для цветовой рипроекции?"

На него существует множество различных ответов, и, опять же, это зависит от ситуации. Я выполнил немало цветовых рипроекции (как удачных, так и не очень) в течение многих лет, и понял, что для задника можно использовать практически любой материал. В самом крайнем случае вы всегда можете воспользоваться рулонами синей или зеленой фотобумаги - теми громадными рулонами, которые все еще используют фотографы для задника, когда снимают предметы. Можно взять и их, но помните, что бумага рвется и мнется образуя неровности в освещении и обычно она недостаточно широка.

Можно даже снимать на фоне чистого голубого неба, если на нем нет облаков и вокруг не летают птицы.

Тканевые задники, такие, как этот синий рипроекционный студийный занавес, не выцветают, и поэтому не полиняют при стирке.

На следующем этапе нужно купить отрез муслина и покрыть его чистой зеленой или синей краской. Можно натянуть муслин на деревянную раму, чтобы ткань не провисала и затем уже красить. С помощью муслина можно получить большие бесшовные площади, но он хорошо впитывает краску, и вам придется потратить несколько банок, чтобы получить красивую гладкую поверхность.

Если вам не нравится мысль о создании собственного тканевого задника, вы всегда можете купить готовый. Для него ткут покрытие из нитей, окрашенных в цвет будущей ткани, а на саму ткань краску не наносят. Это значит, что цвет никогда не выгорит и не полиняет при стирке. Что хорошо в тканевых задниках - так это их способность драпировать или обертывать объекты, которыми потом нужно будет замещать основной объект. Если ткань достаточно большая, вы также, можете создать круглый тканевый задник, на который можно ставить предметы (помните, что ткань можно стирать). Тканевый зеленый задник может также быть портативным; большинство из них комплектуется крючками или петлями на стержне вшитыми в ткань, так чтобы можно было натянуть ее на раму при съемках на месте. Попробуйте сделать это с рулоном бумаги. Это удобно, так как дает возможность снять сразу несколько сцен с помощью такого портативного задника, а элементы вводить позже. Портативные зеленые задники часто использовались на съемках "Матрицы", когда объекты снаружи должны были остановиться и замереть

Плоская стена отлично подходит для крупных и средних планов

Цена таких тканевых задников варьируется в зависимости от их величины. Учтите, что всегда можно купить подержанный.

Даже циклорама средних размеров позволит вам снимать героев в полный рост

Стационарное оборудование для цветовой рирпроекции.

Первое, что приходит на ум - большая плоская стенка, окрашенная в нужный цвет. Просто, надежно, отлично подходит для средних и крупных планов. Недостатки начинают проявляться, когда вы пытаетесь сделать панорамный кадр. Убрать цвет пола вам не удастся. Вы, конечно, можете покрасить его в тот же цвет, что и стенку. Но обновлять покраску придется регулярно, поскольку по ней постоянно ходят. А кроме того, может получиться "шов" там, где пол соединяется со стенкой.

Если вы собираетесь снимать много панорамных кадров и много действия, то вам идеально подойдет циклорама. Обычно она состоит из двух стен и пола, соединения между которыми закруглены.

Если вам не хватает места и средств, чтобы соорудить необходимые декорации, не отчаивайтесь. Многие студии сдают подобное оборудование в аренду.

Съемки

Если вы снимаете в DV-формате, следует учитывать некоторые нюансы. Во-первых, не забывайте, что DV - сжатый формат, сродни JPEG. Поэтому будьте готовы к тому, что может появиться блочность изображения и искажения вдоль кривых. степень сжатия 5:1 может привести к появлению артефактов, от которых будет очень нелегко избавиться при киинге. Я бы, конечно порекомендовал вам аналоговой формат, типа Betacam, но поскольку очень часто дело упирается в финансы, то мы остановимся на формате DV, как более доступном.

Если вы внимательно присмотритесь к изображению справа, то увидите артефакты, характерные для цифрового видео

В зависимости от формата используются разные степени сжатия: 4:2:2 (D1), 4:1:1 (DV и DVC), 4:2:0 (одна из разновидностей DV). Каждая цифра отображает выборочное отношение компонентов канала RGB/YUV. Чем меньше значение, тем хуже качество. Если вы снимаете в формате DV, информация о зеленом цвете идет по каналу освещения (Luminance) -Y. Как правило этот канал меньше всего сжат и обладает лучшим качеством. Поэтому при работе с DV лучше использовать зеленый экран.

Если вы пользуетесь матерчатым задником, убедитесь, что на нем нет складок и ткань гладкая. Загладить складки в крайнем случае можно и обычным утюгом. Хорошо, если задник повисит хотя бы ночь перед съемкой, особенно если его перевозили в упакованном виде.

Один из нюансов, о которых часто забывают при съемке ключевого цвета - освещение. Экран должен быть освещен равномерно, без теней. Можете использовать отраженный свет прожекторов. В качестве отражающей поверхности подойдет материал типа листового структурного пенопласта. Главное - не перестараться с освещением задника, иначе может произойти нежелательное отражение света от поверхности задника. Отраженный свет может попасть на героя и значительно усложнить вашу работу. Чтобы избежать этого, старайтесь разместить объект съемки как можно дальше от задника. Пользуйтесь ограничителями света, например шторками осветительного прибора.

Постарайтесь выделить объект съемок, сделать его как можно более заметным на фоне. Речь идет не о том, чтобы поставить его подальше от задника, как я говорил только что. Нужно подсветить плечи и голову так, чтобы они выделялись на фоне. Хорошая подсветка получается, если пользоваться не белым, а подцвеченным светом. Часто применяются гели - фуксиновый гель при съемках на зеленом экране, оранжевый - на синем экране.

В этой связи хочется вспомнить об еще одном важном нюансе освещения - оно должно быть единообразным и для объекта съемки, и для фона. Очень плохо выглядит кадр, в котором объект съемки освещается справа, а элементы фона - слева.

Еще небольшой совет по выделению ключевого цвета. Видеоматериал не спутаешь с киноматериалом. Причина этому - резкость изображения. Чем мягче изображение, тем более оно "киношное". При съемках на зеленом экране эта резкость очень заметна и в придачу усиливается вследствие компрессии. Один из способов уменьшить этот эффект - отключить или снизить резкость. Грани получатся менее жесткими и ключевой цвет получится почти такой, как при съемке аналоговой камерой.

Поскольку объект съемки довольно далеко от задника, можно поставить себе на службу эффект пространственной резкости и размыть фон так, чтобы неровности задника не были заметны.

Для нашего урока я снимал объект на фоне голубой плоской стенки. Объект съемок освещался с помощью источника ключевого света, расположенного почти прямо над ним. Жесткие тени позволили практически скрыть глаза и придать герою весьма зловещий вид. Подсветка помогала выделить героя на фоне задника.

Из-за небольших размеров студии мы испытывали некоторые затруднения с освещением и экран был не таким ровным, как хотелось бы. Но многие из подобных проблем можно устранить при компьютерной пост-обработке изображения. Но об этом - дальше.

Работа с ключевым цветом

Итак, давайте загоним отснятый материал в After Effects 5.0 и выше и создадим голограмму.

Кликните для увеличения изображения.

Некоторых это покажется удивительным, но весь туториал создавался на Sony VIAO laptop. Материал оцифровывался с Sony DSR-11 на Sony VAIO с помощью Adobe Premiere. Я об этом упоминаю в качестве доказательства того, что, до определенной степени, грубую пост-обработку можно сделать на месте и таким образом сразу увидеть, будут ли проблемы в дальнейшем. Этот способ нельзя назвать обычным, но в наше время - время миниатюризации, высоких скоростей и мощностей это один из вариантов.

Процесс захвата изображения не имеет большого значения, если Adobe After Effects может читать файл.

Постарайтесь как можно меньше сжимать материал, т.е. не переводите его из первичного формата захвата (DV) в другой медиа-файл (сжатый QuickTime), так как это ухудшит качество изображения в дальнейшем.

Если вы хотите следовать моим объяснениям на примере моего материала, можете скачать большее изображение. Этого будет достаточно, чтобы пройти туториал до конца.

Импортируйте материал в After Effects и придайте новой композиции такой же размер и длительность как материал вашего голубого экрана. Проще всего это сделать перетянув импортированный материал на иконку Создать новую композицию (Create New Composition) в окне проектов (Project Bin).

Создание garbage matte вокруг объекта поможет избавиться от нежелательных или плохо освещенных участков задника.

Измените цвет фона на любой, кроме черного, чтобы легко различить, что было рипроецировано, а что нет. Если вы помните теорию цвета, нередко цвета лучше различаются с помощью противоположных. Если вы снимали на синем фоне, используйте оранжевый, если на зеленом - красный.

Это также поможет сделать качество композиции высоким и рассматривать его в масштабе 100% или более, чтобы окончательно настроить рипроекцию.

Создайте отсекающую видеомаску (garbage matte) чтобы упростить процесс. Она очень поможет, так как избавит вас от необходимости иметь дело с участками голубого экрана, не имеющими никакой ценности. Если предмет много перемещается, вам понадобится создать анимированную garbage matte.

Я собираюсь рассказать о нескольких возможных способах выделения ключевого цвета объекта. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки. Наша конечная цель - убрать голубой фон, чтобы создать альфа-маску (alpha matte) для оставшейся части проекта. Выделение ключевого цвета- это то, что мы делаем, маска - это результат.

Color Key не всегда может выделить весь диапазон оттенков фона.

Ключевой цвет (Color Key)

Во-первых, можно использовать эффект Color Key на панели Effect>Key>Color Key. Это хорошо сработает, если фон равномерно освещен и нет вариаций в цвете. Если же эти вариации присутствуют, можно обратиться к эффектам цветового допуска (Color Tolerance), чтобы облегчить выделение тонких оттенков. Но если переборщить, то объект переднего плана может пострадать.

Цветовой диапазон (Color Range Keyer)

Другое решение - использовать обработку цветового диапазона (Color Range). Это позволит вам выделить для рипроекции участок изображения и затем использовать инструмент "пипетка" (eyedropper tools) для усовершенствования формы маски. Так как материал был захвачен с помощью DV, одним из вариантов может быть выбор цветового пространства YUV, однако тогда будет выделен диапазон освещения (luminance range), что может привести к нежелательному исчезновению некоторых объектов. Lab предназначен для работы с печатью (CMYK), но в некоторых случаях он

Хотя Color Range Key лучше, чем Color Key, но все же некоторые тонкие участки объекта (такие, как волосы или борода) он может и не обработать.

может пригодиться. Давайте попробуем RGB и начнем выделять голубые участки вдоль линии, напоминающей очертания лица. Можно увидеть, что даже на голубом экране есть участки различных оттенков, возникающие из-за неровности покрытия краской, а не только из-за плохого освещения.

Используя инструмент "пипетка", поставленный на добавление (eyedropper add) можно рисовать поверх цветового пространства, чтобы получить рипроекцию намного более высокого качества. Однако, существуют небольшие участки, которые, все же, остаются необработанными. Чтобы справиться с этим, воспользуйтесь настройкой "пушистости" (Fuzziness slider). Увеличьте изображение, чтобы удостовериться, что ничего не упущено. Если необходимо прибегнуть к более точной настройке, можно использовать слайдеры минимума и максимума RGB.

Если полученная маска вас устраивает, прокрутите таймлайн и убедитесь, что рипроекция не очень изменилась. Да, вам стоит выборочно проверить весь таймлайн, так как тени и изменение освещения могут повлиять на результаты рипроекции. Часто проблемы возникают с волосами. Возможно, вам понадобится дополнительная подчистка. Color Range Keyer может оказаться недостаточно, и вам, возможно, придется настроить систему. Давайте этим и займемся.

Подчистка (Choking)

На панели Эффекты > Инструменты маски (Effects>Matte Tools), есть два инструмента, позволяющих "зачищать" видеоматериал. Эти инструменты, в общем-то, специально добавили в After Effects для работы со сложными участками ключевого цвета.

Стандартный вариант - Simple Choker - идеально подойдет для подчистки или "уплотнения" ключевого цвета. Недостаток его - в недостаточной мягкости и малых возможностях настройки. Вы "зачищаете" либо все, либо ничего. Но если вы работаете с достаточно сложными объектами, особенно органическими, эта граница сразу же выдаст, что вы вырезали объект с фона.

Simple Choker (вверху) хорошо подходит для получения четких границ ключевого цвета. Но может давать довольно странные результаты. Matte Choker позволяет смягчать или размывать участки между объектом съемки и фоном.

Более сложный инструмент, использующий видеомаску - Matte Choker. Он позволяет "согнать" или "расширить" область ключевого цвета и в то же время сделать маску более мягкой. Смягчение наверняка поможет вам более органично соединить элементы переднего плана и фона.

Певрвый инструмент можно использовать для черновой обработки, второй - для более точной. Параметры инструментов могут быть как положительными числами, так и отрицательными. Положительное значение увеличивает маску, отрицательное - уменьшает.

Эффект Gray Level Softness позволяет создать органичный изменяющийся дипазон от белого цвета переднего плана до черного цвета альфа-канала. Gray Level Softness также лучше "зачищает" маску. Поэтому стоит первый инструмент использовать с отрицательными значениями настроек, что смягчит переход. После этого примените второй инструмент с позитивными параметрами. Увеличьте или уменьшите значение Gray Level Softness, если понадобится.

Скорее всего, вы добьетесь лучших результатов, чем если бы использовали только Color Range Key.

Цветовая разница (Color Difference Key)

И, наконец, еще один способ выделить ключевой цвет фона - цветовая разница. Этот способ аналогичен Color Range Key, но его можно лучше настроить. Этот метод лучше использовать при работе с волосами и полупрозрачными объектами, такими как стекло и вода. На первый взгляд, это самый страшный из всех плагинов, которые существуют в After Effects. Но на самом деле его не так сложно освоить, если будете помнить, что в основе работы лежит разность цветов.

Я не буду вдаваться в подробные объяснения назначения каждого слайдера. Мы остановимся только на тех, что нам нужны, и рассмотрим их назначение и работу.

С помощью меню Вид (View) вы можете отобразить в окне композиции различные варианты законченной работы. Три самых полезных для нас вида, это Matte Corrected (откорректированная маска), Final Output (окончательный результат), и [A, B, Matte]. Поскольку работать нам предстоит именно с маской, установите Вид на Matte Corrected.

Мы будем работать в окне предварительного просмотра (Preview), а не в окне композиции. Поэтому, каждый раз, когда будете использовать инструмент "пипетка", проверяйте, находитесь ли вы в окне просмотра.

Выберите цвет фона с помощью пипетки поставленной на ключевой цвет (Key Color). Старайтесь, как и раньше, создавать выделение как можно ближе к лицу.

Теперь мы выделим цветовой ряд, определенный значением разности. В данном плагине разность определена параметрами Partial A и Partial B. Под вторым окном просмотра должны быть отображены также символы A, B и альфа. Нажмите кнопку А и с помощью "пипетки", настроенной на темные тона (средняя из трех), выберите самый яркий участок фона, который не удалось убрать, хотя нужно было. В нашем случае это участок над головой героя, где на фон попадало больше света.

Теперь переключитесь на В. Вы увидите, что диапазоны освещения (luminance) стали обратными. А и В являются обратными друг другу. С помощью той же пипетки выделите самый яркий участок (на самом деле он - самый темный), который не удалось убрать.

Вы можете повторить все это, сменив настройки пипетки на выделение светлых участков. Но лично мне больше нравится метод, предложенный Крисом и Тришем Мейерами в книге "Создаем эффекты движения в After Effects" ("Creating Motion Graphics with After Effects"). Авторы рекомендуют использовать слайдеры Partial A In White и Partial B In White, чтобы добиться лучшего контроля над эффектом. Давайте так и сделаем. Это нужно для того, чтобы сделать объекты переднего фона в окнах А и В как можно более светлыми, но оставить при этом цвет фона без изменений. Конечно, объект съемки не удастся сделать совершенно белым в обоих окнах. Самый белый участок в окне А - это самый освещенный участок объекта съемки. В окне В это будет соответственно самый темный участок. Окончательный результат можно увидеть в окне композиции.

Теперь, когда точки для параметра White In установлены, в окне композиции все еще видны серые участки или частичные альфа. Переключитесь на окно альфа, и с помощью слайдером Matte in Black (маска в черном цвете) и Matte in White (маска в белом цвете) уберите серые участки. В результате мы должны получить очень чистую маску. Если это не удалось, вам придется повторить процесс подчистки.

Этот метод обработки ключевого цвета позволяет также убрать нежелательную цветовую окантовку, вызванную отражением от задника.

Если ваша композиция страдает от паразитной окантовки, воспользуйтесь плагином Spill Suppressor.

Плагин весьма прост в работе. Выберите участок с паразитной окантовкой и настройте параметры ее подавления. Не перестарайтесь, потому что может получиться участок серого цвета или с очень низким насыщением.

Лучше всего посмотрите, как сочетаются элементы фона и переднего плана, прежде чем применить плагин. В нашем примере мы собираемся придать объекту съемки голубоватый оттенок. Цветовая окантовка и красноватые элементы фона будут отсечены при зачистке.

Spill Supressor поможет убрать нежелательные отсветы от задника. Верхний рисунок - исходное изображение, нижний - после применения плагина.

Мы не будем добавлять элементы фона прямо сейчас. Лучше отрендерить композицию - это позволит использовать в дальнейшем информацию альфа-канала.

Отрендерите композицию в том же формате, в котором был оригинал (в данном случае это avi), без компресии. Убедитесь, что каналы поставлены на RGB+Alpha. Проверьте, включена ли звуковая дорожка, если не хотить получить сомнительное удовольствие от попыток свети их вместе. Сохраните клип как Hologram_with_alpha.avi.

Еще одна причина, по которой мы рендерим клип именно сейчас, заключается в том, что плагины, работающие с ключевым цветом, требует очень больших процессорных мощностей. А с учетом того, что мы добавим множество слоев и эффектов, рендеринг в дальнейшем может забирать очень много времени.

Теперь, пока компьютер обрабатывает материал, можете немного расслабиться. А когда он закончит - мы продолжим.