以下内容来源于视效一所，作者王晓伟

1. 简介

视效跟组过程中，拍摄贴图，HDR，灰球和反射球看上去是一个很简单的工作（确实不难），但我在实际工作中却经常遇到拿到的素材可用性非常低的情况。比如贴图严重偏色，没色板，曝光不足，HDR偏色，高光点过大，灰球位置不对等等。

原因是一般跟组人员不完全理解后期如何使用HDR，灰球反射球等这些现场数据。还有很多三维人员等也不是很清楚如何使用现场拍摄的素材。大多数人只了解个“大概”。

这其实是一种巨大的浪费。准确的现场数据与合理应用能节省非常多的制作时间。反之，纯手动工作效率会低很多，代价是巨大的。

现场素材如何拍取决于后期如何用，不了解后期的使用方法很容易事倍功半。

这里系统的整理了一个从拍摄贴图，HDR，灰球和反射球到三维应用的方案，前后相关。这个方案应该适用于绝大多数情况。

但是，不是唯一的方法，请根据自己的项目情况随意调整。

（因为篇幅限制，省略了一些基础知识的介绍，假设读者有一定的跟组经验或摄影，hdr，三维制作经验。）

2. 基本原理

2.1 实拍画面的组成

先问个问题，这张照片最终的成像是由哪些因素决定的？

1. 物体本身的颜色。比如白色的盒子。
2. 光线的照射。如果光线越亮盒子越亮，如光线偏红被照射的盒子会偏红。
3. 相机。即使场景很亮但是如果相机不充分曝光，故意拍的很暗，画面就会是暗的，如果相机白平衡故意调的很冷，即使光源是暖色最后依然是冷色。
4. 显示屏。如果显示器，电视等偏色也会影响最后看到的画面。

一张照片最后是上面4个元素共同作用的结果。

2.2 三维匹配思路

因为不论三维还是实拍，显示屏都一样，所以在这里先忽略掉显示屏。根据上面的分析，如果想把三维场景里的物体渲染成与真实场景一样，是不是把三维物体与真实物体，三维灯光与真实灯光，三维相机与真实相机都匹配的完全一样，渲染结果就与真实世界完美匹配了？

思路理论上基本正确，但是真实情况下无法执行，原因是大多数三维相机没有白平衡和曝光控制。

在大多数三维软件内，只有灯光和物体的材质对画面的亮度和颜色起作用，相机只控制视角范围。某些软件的相机可以通过lens shader施加控制，但实际生产中不常用到。

因为不能一一对应，我们把它分成两部分考虑：

1. 匹配三维物体与真实物体。

2. 匹配三维光源与真实光源和真实相机共同作用的光照。

2.2.1 匹配三维物体和真实物体

举个例子：

下面的盒子是白色，把白色盒子的贴图按盒子“原本”的颜色和亮度拍下来其实就可以了。

怎么得到盒子“原本”的颜色和亮度？

这里的“原本”指的不是绝对物理意义的光的辐射，因为我们没法测量，三维软件也不支持这些物理单位。这里的“原本”是基于人眼的标准，也就是传统摄影的标准。

通俗的讲，“原本的颜色”是指白平衡正确不偏色，“原本的亮度”是指在“正确”曝光下物体的亮度。

所以这里获取物体“原本”的颜色和亮度，就是获取不偏色，正确曝光下物体的贴图。

它们需要通过标准色板的辅助得到。后面会详细介绍。

还有我们暂时只讨论贴图，获取准确的物体表面特性还包括bsdf等其它表面属性，一般无法测量，所以只关注贴图。

2.2.2 三维光源匹配真实光源和真实相机综合作用的光照

第一步得到物体“原本”颜色和亮度后，还需要第二步获取真实光源和真实相机共同作用的光照。得到它后就可以在三维内还原真实场景了。

“共同作用的光照”是什么意思呢？

还是用这个例子：

其实在拍摄这张照片时，灯光环境是黄色的。

而最后的画面偏蓝是因为，在拍摄时将相机的白平衡色温手动调整到非常高的结果。

所以最终的颜色是灯光色温和相机白平衡共同作用的结果。

那么如何获取“共同作用的光照”呢？

用与原相机一样色温拍摄的HDR。

简单回顾下HDR照明的原理，HDR照明可以简化的理解成它的每一个像素都是一盏灯，如果这个像素是蓝的，那么这盏灯的颜色就是蓝色，对物体的照明就会偏蓝。HDR照明就是由所有的像素组成的一个360度球形灯阵列对物体进行照射。

我们如果用与拍摄这张照片相机一样的白平衡拍摄HDR，得到的HDR就是偏蓝的。也就是灯光和相机白平衡共同作用后的颜色（偏蓝的颜色）。用这个“最终”颜色对“不偏色”的三维物体照明，渲染的结果就与原相机拍摄的一致。

这里的关键点是用“拍戏的摄像机”相同的白平衡拍摄HDR，就能得到“接近”于实拍摄相机和实拍灯光综合作用的色温。

用“接近”这个词是因为在现场视效的实际工作中，拍hdr和拍正戏的机器是不一样的。一般拍戏用Red或Arri Alexa等摄像机，拍HDR用视效组自己的照相机，大多数是佳能或其它单反，无反照相机。所以即使它们所有的参数都一样最后成像也不可能完全一样。只能是尽量的“接近”。

那么亮度呢？

亮度需要用灰球和反光球。

虽然我们有了HDR，但因为HDR生成原理和软件的限制不能自动精确还原灯光强度，特别是一些高动态场景。所以需要其他的参考介质帮助我们准确的判断现场灯光强度。

HDR和灰球反射球的具体操作步骤下面详细介绍。

3. 操作

3.1 获取物体贴图（颜色和亮度）

为了匹配物体材质首先要获取准确的物体贴图，这里说的准确包含了两个要素：

1. 颜色
2. 亮度

为了获取准确的颜色，需要确保：

1. 照相机白平衡准确

为了获取准确的亮度，需要确保：

2. 相机曝光准确

为了达到上面两点，需要借助两个工具：

1. 色板：Colorchecker Video
2. LUT生成软件：3D LUT Creator

3.1.1 关于色板（Colorchecker）

色板有很多种，我倾向使用xrite的colorchecker video passport和colorchecker video。

一小一大，不同情况下都能用到。当然你也可以用其他工具，只要能够达到目的就行。倾向用这两个是因为它们对视频拍摄进行了优化，较大的灰度图可以更方便的测光，白平衡板对于矫正白平衡也是非常方便。Passport还有一个对焦板，也很有用。

相对于上面两个，可能更多人对下面这款Colorchecker Classic更熟悉。它也能满足需求，但是对比起来功能性差点。

3.1.2 贴图拍摄

3.1.2.1 颜色和白平衡

为了保证贴图不偏色需要白平衡准确，准确的意思是如果你拍一个“本身”是白色的物体，拍出来后就应该是白的。但往往因为客观条件限制，也许你拍摄的时候是晚上，边上只有黄黄的白炽灯。也许你在一个碧蓝天空的阴影下，拍出来的图片很可能是偏蓝的。

解决方案是在拍摄前矫正相机的白平衡，通过拍摄白平衡板利用照相机的自定义白平衡功能矫正。大部分相机都有这个功能，具体步骤：

1. 把色板的白平衡面放在要拍摄的物体的位置上拍一张，不需要将白平衡板完全满屏但尽量大些。注意，一定要在物体所在的位置，如果不是，可能会导致白平衡有偏差，因为光线可能不一样。

2. 在相机里选择自定义白平衡。

3. 选择刚刚拍摄的白平衡板图片，按确定。

4. 应用自定义白平衡，选择“白平衡”再选择“用户自定义”白平衡。

这种方法是目前我测试最稳定和可靠的。

如果没有白平衡板也可以对着灰色物体拍一张或根据已知的灯光色温手动调整参数。比如室外晴天一般是5600k，室内白炽灯下一般是3200k，这些方法一般都不准。所以建议平时带一个colorchecker video passport，方便携带，特别有用。

3.1.2.2 曝光

为什么要对物体准确曝光？

答案显而易见我们希望白色的物体是白的，不希望他是灰的。黑色的物体，我们不希望拍出来的贴图是特别亮。同时对所有物体准确曝光也能保证统一性。如果有大量三维物体要制作，相对的亮度有一个统一的基准，能大幅减少单个微调的工作量。

准确曝光的标准是什么？简单说就是肉眼看到的物体是白色，拍出来也是白色，肉眼看是黑色，拍出来也是黑色。

这个标准其实就是传统摄影里“标准曝光”。

实现方法：

1. 用colorchecker测光。

2. 用测光表测光。

3.1.2.3 用色板曝光

这里又要用到色板。用色板有两种方法：

1. 对中灰度曝光。

将相机测光模式调成点测光。

对色板中灰度（18%）色块曝光。获得的曝光参数就是正确的曝光值。在这个参数下拍摄色板白色基本在0.9-1，灰色基本在0.4-0.5，黑色基本在0-0.1范围内。

2. 用waveform（波形图）。

如果相机有waveform（波形图）模式，注意不是histgram（柱状图）。对着灰度色块，如果黑色在0-0.1，灰色在0.4-0.5，白色在0.9-1范围内，那么曝光就是准确的。

如果用colorchecker classic就不能利用波形图，所以video的色板好一些。

点击查看：（下）视效跟组：拍贴图，HDR，灰球和反射球可能远没你想的那么简单。(1)

本文完

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