本文刊发于《现代电影技术》2023年第9期

专家点评

LED虚拟摄制作为近几年国际上新兴的影视特种拍摄技术，在“现场实时可视化创作”“高精度透视匹配”“沉浸式环境光照”等优点的推动下，受到了行业的广泛关注。随着研究的深入，该技术的局限性也逐渐显现，LED背景墙的定义很好地说明了该技术在实际拍摄中的物理局限，虽然LED屏幕内容结合数字引擎技术可几乎无限拓展后景空间，但屏幕实体物理的属性使得该技术在摄影机运动、演员表演、灯光角度等方面还是受到一定限制。同时，高质量实时影像对算力、高速传输的需求，也一定程度上带来延时、细节闪烁、拍摄成本上升等问题。相关人才的专业能力和现场经验的不足，更是带来了导演、摄影指导现场创作的不适应感。因此，只有将LED虚拟摄制提升为虚拟制片这个更高的维度，在合适的题材中全流程地贯穿运用该技术和理念，一方面在技术上不断成熟和突破，另一方面在现场拍摄中更好地融入制片体系，才能真正将虚拟拍摄技术良性地运用到影视创作中。《LED 虚拟摄制实践中存在的问题及应对策略研究》通过具体的实践案例，较深入地剖析了LED虚拟摄制的工艺流程，分析了各个环节现存的问题，并对解决方案进行了思考和探索，对于该技术的推广有实质性的价值和意义。

 ——陈奕

浙江传媒学院电影学院副教授

电影视效指导

作 者 简 介

耿天乐

北京电影学院影视技术系2021级硕士研究生,主要研究方向：数字电影制作。

北京电影学院影视技术系副教授,主要研究方向:数字电影技术。

赵建军

常一孜

中国电影科学技术研究所（中央宣传部电影技术质量检测所）工程师，主要研究方向：数字电影技术。

北京电影学院影视技术系研究员,主要研究方向:数字电影技术。

陈军

摘要

近两年，基于LED背景墙的虚拟摄制技术为影视制作带来了新的创作可能性，但由于该技术目前在影视行业尚未广泛使用，因此在实际应用中面临制作流程需要优化完善、系统功能得不到充分发挥等问题。本文结合笔者所参与的LED虚拟摄制创作实践，将该技术在实践中各个阶段所存在的问题进行梳理，并提出应对策略。

关键词

电影虚拟摄制；LED背景墙；数字电影制作；实时渲染引擎；交互

1 LED虚拟摄制带来的变革与挑战

近年来，基于LED背景墙的电影虚拟摄制（以下简称“LED虚拟摄制”）技术成为影视行业的研究热点。这种新兴的制作技术能够给现场摄制带来“所见即所得”的自由创作环境、真实的环境光照以及更大程度上的“后期前置”，在解决了传统虚拟摄制中的蓝幕/绿幕溢色等问题的同时，减少外出取景拍摄的风险，受到电影制作研究和应用领域工作者的关注。然而，LED虚拟摄制是一种全新的影视制作方式，其制作流程必然和传统影视制作流程有所不同，这也给影视艺术从业者带来了新的挑战。

如图1所示，LED虚拟摄制分为了前期筹备、前期制作、现场制作和后期制作四个部分。与传统的影视制作流程相比，LED虚拟摄制在前期筹备阶段可以将与概念设计风格类似的场景渲染上屏，使投资方对影片LED虚拟摄制的拍摄风格有更直观的概念，有效降低投资风险；在前期制作阶段，前期预演可以大幅提升拍摄的把控性，提高拍摄效率；在现场制作阶段，LED虚拟摄制的“摄影机内视效（In⁃Camera VFX）拍摄”除了可以提高拍摄把控性和拍摄效率，还可以提供真实的环境光照、解决蓝幕/绿幕溢色问题，进而提升拍摄质量；在后期制作阶段，后期视效的制作量大幅度减少，从而降低影片制作的整体成本。由此可见，LED虚拟摄制颠覆了传统的影视摄制流程，展现出了自己独有的摄制优势。

图1　LED虚拟摄制流程

新的技术给制作带来了新的便利，但是LED虚拟摄制也给制作本身提出了许多新需求、增加了更多工作范畴。譬如需要对LED背景墙进行搭建和测试；需要对数字内容创作（Digital Content Creation，DCC）软件制作的资产进行迁移和优化；需要在现场对实时渲染引擎的资产进行调整等，这意味着LED虚拟摄制中需要一个专业的虚拟摄制团队来为LED虚拟摄制提供服务保障。

虚拟摄制团队的职责遍及了从前期筹备到后期制作的各个环节，并且由于LED虚拟摄制技术在影视行业尚未被广泛使用，相关的硬件和软件还处于不断地更新和优化中，因此在实际制作过程中，虚拟摄制团队在制作的各个环节都面临着诸多问题和挑战。这些问题和挑战首先体现在技术方面，这需要虚拟摄制团队的人员通过软硬件开发等方式进行解决；其次是在沟通方面，根据LED虚拟摄制与传统影视制作的不同，及时与主创团队进行沟通，了解在拍摄时主创团队的需求，通过技术服务的方式使其在拍摄时更加舒适，能将注意力集中在艺术创作上。

针对上文提到的这些问题和挑战，本文将结合笔者参与的多次LED虚拟摄制测试实践，按照制作阶段顺序，分别阐述在前期筹备阶段、前期制作阶段、现场制作阶段和后期制作阶段这四个不同阶段的创作实践中虚拟摄制团队面临的问题，并探寻这些问题的应对策略。

2 前期筹备阶段的问题及应对策略

在前期筹备阶段，LED虚拟摄制的主要任务是进行剧本分镜创作、美术概念设计并制定制片计划。在制定制片计划时，主创团队需要确定影片的拍摄需求，并判断影片是否需要采用LED虚拟摄制技术。然而不同类型的影片使用LED虚拟摄制技术的拍摄效果也会有所差异，因此怎样为主创团队提供更加“可视化”“沉浸式”的拍摄环境参考成为虚拟摄制团队在前期筹备阶段所面临的主要问题。

在多次LED虚拟摄制的创作实践中，我们在前期筹备阶段通常将与概念设计风格类似的场景渲染上屏，并根据主创团队的拍摄要求进行功能调试，来给主创团队沉浸式的创作参考和体验。

例如，某战争题材影片计划使用LED虚拟摄制技术进行影片制作，虚拟摄制团队为其提供了近似拍摄环境的制作测试。为使主创团队获得沉浸式的视觉参考，如图2所示，将一个战争类型的工程场景渲染上屏，并按照主创团队的要求搭设了简单的美术前景，且在轨道上架设了拍摄机位。主创团队通过摄影机取景，直观地了解到LED虚拟摄制的拍摄区域、拍摄角度以及拍摄效果。并将其作为依据，判断LED虚拟摄制的拍摄区域和拍摄角度是否会对其拍摄带来制约，拍摄效果是否符合概念设计风格，并最终确定LED虚拟摄制技术是否适合其影片的制作。

图2　战争场景拍摄参考

除此之外，创作团队的具体项目制作也会有一些特殊的要求，而虚拟摄制团队在拍摄前期可以进行技术测试，以论证是否可以满足主创团队的要求，并为其提供直观的参考。如一个剧团演出想要运用LED虚拟摄制技术进行影片制作，导演想要了解LED背景墙在乐器上的反射效果，项目组使用乐器在LED拍摄环境中模拟了屏幕反射的效果供导演参考。此外，LED背景墙下方的接缝有可能会对拍摄有所影响，如图3所示，可以利用绿幕遮挡接缝，并将绿幕部分进行抠像合成，这也能够让主创团队清晰直观地了解短片是否适合使用LED虚拟摄制技术进行制作。

图3　接缝绿幕抠像合成参考

3 前期制作阶段的问题及应对策略

LED虚拟摄制的前期制作阶段主要包含了虚拟内容生产、勘景与置景以及前期预演等环节。在这个阶段，虚拟摄制团队的主要任务是将生产出的数字资产整合为虚拟场景工程，并为主创团队提供虚拟置景、勘景和预演的服务；而虚拟摄制团队在前期制作阶段遇到的主要问题则是如何快速高效地完成资产整合并对工程进行优化，以及如何让主创团队直观地对虚拟场景进行勘查和调整。

3.1 资产整合及工程优化

通常情况下，美术团队会运用传统的DCC软件进行建模、为模型添加材质、为角色添加绑定、制作角色动画。在此之后，虚拟摄制团队需要将DCC软件创作的资产进行迁移和整合，将其完整地移植到实时渲染引擎中。

在数次LED虚拟摄制测试片的制作中，我们采用的方法是通过Datasmith工具将DCC工具制作的资产导入实时渲染引擎中。Datasmith是一系列工具和插件的集合，可以将使用各种常用DCC软件创建的完整场景和复杂资产导入实时渲染引擎。相比于其他资产迁移方式，Datasmith的主要优势是它可以等比例地还原场景并保留单块模型的命名规则以及元数据，并能将V⁃Ray材质转换为PBR材质。对于静态网格体资产，Datasmith会创建一组单独的静态网格体资产，方便之后对场景的各个部分进行单独处理。对于材质资产，Datasmith导入流程会在实时渲染引擎项目中创建新的材质资产，表示它在导入的场景中识别到的不同的几何体表面属性。对于动画资产，Datasmith则会创建一个新的关卡序列。对于灯光资产，Datasmith可以从支持光源的文件格式中导入光源，并自动将这些光源转换为实时渲染引擎支持的最合适光源类型，但是由于采用的渲染方式不同，所以灯光资产导入后，还需要虚拟摄制团队进行进一步的细化调整。

除了进行资产的迁移和整合，虚拟摄制团队还需要对工程进行渲染优化。LED虚拟摄制对于实时渲染的要求极高，因此虚拟摄制团队需要确定好自己的运行帧率和目标帧率。由于数次测试片的摄影机拍摄帧率均为24FPS，所以目标帧率也为24FPS，这就要求运行帧率要高于24FPS。此外，在使用nDisplay插件渲染上屏时，它的运行帧率会低于编辑器中的运行帧率，因此运行帧率要以通过nDisplay渲染上屏后的运行帧率为准。运行帧率可以通过在实时渲染引擎的视口选项中选择显示帧率来进行实时查看，并根据运行帧率分情况对工程进行进一步优化。

第一种情况是，运行帧率远远高于目标帧率，这说明计算机性能仍有余量，这种情况可以采用在项目工程设置中加大内视锥画面的百分比，提高阴影质量、添加更多光照等提高渲染开销的操作。但需要注意的是，虽然内容帧率比目标帧率高即可满足拍摄需求，但由于在拍摄时经常存在不确定因素，譬如主创团队会对场景进行临时修改，或者渲染工作站的系统资源会被临时占用，这些不确定因素都会影响运行帧率，所以在具体操作中需要保留渲染性能的余量。

另一种情况，运行帧率低于目标帧率，譬如在跨院系联合测试片的拍摄中，场景工程在完成了数字资产迁移后，运行帧率仅有约15FPS，这说明渲染性能有所不足，需要对工程进行优化。为了满足LED虚拟摄制的需求，优化应围绕开销最大的部分展开。从渲染的角度来看，半透明材质、复杂材质和动态阴影是对渲染速度影响最大的，此外，场景是逐模型渲染的，每一个模型都是一次绘制调用，绘制调用的次数越多，开销也越大，所以优化中尽量减少模型数量和复杂的材质数量。此外，关闭垂直同步，并且将nDisplay的同步策略设置为“无”，这样也可以提高nDisplay的运行速度。最终，我们对场景进行了优化，运行帧率高于目标帧率，使其满足LED虚拟摄制的要求。

3.2 勘景与置景

在完成了虚拟场景工程的优化后，怎样与主创团队对虚拟场景的效果进行协调论证是本阶段的工作重点。在传统的影视制作中，主创团队通常会去现场进行勘景，并与美术团队进行置景方面的沟通。但在LED虚拟摄制中，勘景和置景的工作转换到了虚拟场景中进行，这无疑将增加主创团队勘景和置景的难度。大多数主创人员对实时渲染引擎的使用不够熟练，需要通过虚拟摄制团队的工作人员来操作实时渲染引擎，技术团队如何服务艺术创作，两者如何协作也是目前产业应用的重要探索内容。

目前虚拟摄制团队通过技术手段给主创团队带来更加直观的勘景体验，主要采用的方案有两种，分别是虚拟勘景和制作全景图。

在数次测试片的拍摄中，我们使用的实时渲染引擎是Unreal Engine（UE），在UE中虚拟勘景工具可以让用户使用虚拟现实（VR）设备在虚拟环境中漫游和交互，并做出决策。

如图4所示，在场景中，导演和摄影师可以使用VR控制器进行漫游、添加标记、添加虚拟摄影机，并可以随时调整摄影机的位置、光圈、快门、感光度等。此外，还可以利用轨道、脚架等不同工具进行机位的设计。而美术和场景设计师则可以在VR中使用交互工具来修改虚拟场景。

图4　虚拟勘景画面^①

但由于这些测试片的拍摄周期均较短，时间较为紧凑，因此在拍摄时没有采用虚拟勘景的方案，而是制作拍摄点位的全景图供主创人员参考（图5）。在UE中利用全景截图（Panoramic Capture）插件渲染出UE场景中几个重要点位的全景图，共渲染了6个点位的全景图片，并将其上传至全景图片创作平台720云中。主创人员可以通过网页分享直观查看场景的制作情况，并及时给出反馈。此外，主创团队还可以在线上通过VR设备对场景进行VR勘景，以此增强勘景的直观性。

图5　重点点位全景图

4 现场制作阶段的问题及应对策略

进入到现场制作阶段，相比于传统的影视制作流程，LED虚拟摄制为主创团队提供了“所见即所得”的拍摄环境，并且在防止绿幕溢色、提升演员表演体验、减少外出取景拍摄的风险等方面有着其独特的优势。然而，现场制作也是LED虚拟摄制与传统电影制作差别最大的阶段，通常在该阶段会遇到许多技术方面的问题。例如，现场制作阶段出现了摄影机跟踪、虚拟场景编辑、场景照明、高速拍摄和前后景交互等方面的问题，而这些问题需要虚拟摄制团队通过技术手段去解决。

4.1 摄影机跟踪

摄影机跟踪技术是LED虚拟摄制的关键技术。在跨院系联合测试片的拍摄中，由于拍摄环境较为复杂且预算有限，因此使用HTC VIVE进行摄影机跟踪定位较为适合。

在拍摄的过程中，HTC VIVE有多次跟踪不稳定的情况。其主要原因是现场拍摄环境较为拥挤，而这会对HTC VIVE的信号产生遮挡，致使跟踪不稳定。如图6所示，对于这种跟踪丢失的现象可以采用架设延长杆的方法，使HTC VIVE跟踪器处于较高的位置，以此避免被场内的人员遮挡。此外，还需对延长杆的长度进行准确测量，并在UE的Live Link插件中根据测量结果调整跟踪的偏移量。在使用延长杆后，摄影机跟踪丢失的问题被成功解决。

图6　延长杆架设示意图

此外，在跟踪丢失后，HTC VIVE的标定信息会丢失。在现场拍摄时，摄影机上的跟踪器经常会因为超出基站的信号覆盖范围而导致跟踪丢失，而每次跟踪丢失后都要重新戴上HTC VIVE的头盔进行标定，并且利用头盔进行标定时需要让周围的工作人员都离开区域，这会大幅降低现场拍摄的效率。因此拍摄时，我们通过按键映射的方式调用UE标定的蓝图。这样在标定信息丢失后便无需再戴上HTC VIVE的头盔，而是可以直接通过按键映射在UE中进行手动标定。

图7　焦点焦距同步器

除了摄影机的位置信息，其靶面大小、焦点、焦距等参数也需要与虚拟摄影机进行同步。靶面大小是固定的，可以直接手动进行匹配，但焦点、焦距在拍摄时一直都会改变，如何实时地将摄影机的数据与虚拟摄影机匹配是拍摄中亟需解决的问题。为此，虚拟摄制团队开发了一套焦点焦距同步器，完成了项目。如图7所示，该设备通过跟焦齿轮获取摄影机的实时焦点和焦距，并通过OSC协议传入实时渲染引擎，即可与虚拟摄影机进行实时同步。

4.2 实时场景编辑

在现场拍摄时，导演经常需要对虚拟场景工程进行修改。但是如果仅仅在一台渲染节点的UE编辑器中进行修改，无论是LED背景墙的渲染画面还是其他的渲染子节点都不会保存该编辑器中的修改。因此在对一台渲染子节点的编辑器进行修改后，还需要将该工程拷贝给其他几台工作站，这样才能保证nDisplay渲染的正确性。然而，现场的拍摄时间非常宝贵，如果每次更改都要重新拷贝工程，那将会浪费大量的拍摄时间。

为了解决这一问题，在跨院系联合测试片的拍摄中，我们利用了UE中的多用户编辑功能，该功能可以使位于同一网络下的UE编辑器都可以就同一个项目内容进行协同编辑。LED背景墙画面由四台渲染子节点同步渲染，在拍摄时，需要将四台渲染子节点连接至同一局域网，并通过多用户编辑功能，使四台渲染子节点可以进行协同编辑。这样就可以根据主创团队的要求快速地对场景中的虚拟场景工程进行修改，让创作更加自由。

举例来说，在跨院系联合测试片的拍摄中，导演在拍摄时临时提出了一个要求，即在该场景的空中添加几个月亮。如图8所示，虚拟摄制团队在一台渲染节点上通过材质节点完成了月亮的制作，并在其他渲染节点上对修改结果进行保存，即可将编辑结果同步在每一台渲染子节点，而不需要重新对工程进行拷贝。

图8　月亮制作效果图

特别地，由于现场拍摄环境较为复杂、声音较为嘈杂，主创团队与虚拟摄制团队在现场沟通比较困难、低效，而且主创团队经常调整的参数又往往比较集中，项目组尝试将这些参数通过简单、便携的方式开放给主创团队，从而大大减少沟通成本，提升拍摄效率。在跨院系联合测试片的拍摄中，为了便于主创团队对其关注的性能参数进行修改，我们使用了UE的网页远程控制系统，设计了简洁明了的友好用户界面（UI），使主创团队可以使用iPad远程对常见的参数进行修改。

在UE的网页远程控制系统，笔者新建了一个预设，并设立了四个模块，一个模块为Camera，包含内视锥摄影机的曝光、焦距、景深、视场乘数^②等内容；一个模块为Stage，包含虚拟LED背景墙的X、Y、Z轴的位置和旋转信息，可以通过改变虚拟LED背景墙的位置和朝向，使LED背景墙渲染的画面也随之改变；一个模块为Light，该模块包含光卡的位置、大小、颜色等信息；最后一个模块为Snapshot，利用UE的关卡快照功能，该功能能够使用户在关卡的世界大纲视图中保存Actors的特定配置，并将场景快速恢复到该状态。在跨院系联合测试片的拍摄中，拍摄的场景主要有餐厅、街道、灯牌旁等，我们提前调整好这几个重点场景的拍摄位置，并利用关卡快照进行记录，这样在拍摄时可以随时在不同场景中快速切换。

4.3 场景照明

LED背景墙的每一个像素点就是一个独立的光源，成千上万个灯珠组成的LED背景墙能够从不同位置照射到被摄体，因此LED背景墙在展示虚拟世界的同时，也可以作为光源为拍摄环境提供基础照明。与传统电影照明灯具相比，它的调整自由度更高、调节方式更方便，并且非常擅长为具有反射、透射材质的道具提供正确的反射、透射图像。

如图9所示，系内测试片的拍摄场景中有玻璃杯等具有反射属性的物体，对于这种物体，LED虚拟摄制在光照方面有着独特的优势。

图9　物体反射效果

但是由于LED背景墙中灯珠发光强度较低，因此当虚拟场景中画面整体偏暗时，亮部就不足以照亮LED背景墙前的真实物体。例如系内测试片有一场暗光环境下的摩托车车戏，这场戏需要让街道两侧的路灯灯光间歇照射在演员身上。然而，LED背景墙的亮度不足以在演员脸上展现出路灯的明暗变化。针对这种情况，如图10所示，虚拟摄制团队利用UE的“光卡”功能，在屏幕两侧的路灯所在位置设置了“光卡”，并让“光卡”随着车辆的行驶进行移动，以此通过其大面积的光照来补充照明，而这个光照的形状、色彩等都可以根据需求自行选择，让演员获得了真实的动态照明。

图10　光卡补充照明效果图

LED背景墙作为显示设备，其屏幕亮度与传统的影视照明设备相比，仍然有着较大的差距。而且，LED背景墙是通过RGB灯珠发光，其光谱分布不均匀，所以LED背景墙的照明显色性相对于传统影视照明设备会有所差距。在进行跨院系联合测试片拍摄时，摄影师认为如果仅仅使用LED背景墙作为照明无法满足影视拍摄的照明需求。针对此问题，如图11所示，我们利用了照明显色性更好的多基色灯光阵列进行补光。这些灯光阵列支持Art⁃net或sACN协议，可以通过UE发送DMX信号来调整其照明参数。这种方法不仅可以满足影视拍摄的照明需求，还可以提高灯光调整的自由度和便利性。

图11　多基色灯光阵列效果图

4.4 高速拍摄

高速拍摄能够将快速运动的物体成像为清晰的画面并将其运动速度变缓，因此它可以帮助捕捉到许多肉眼无法察觉的瞬间，并且创造出一些独特有趣的艺术表现手法。在电影的拍摄过程中，诸如炸弹爆炸、汽车碰撞、火焰燃烧、水花飞溅等效果常常需要通过高速拍摄的方式来完成。然而，如图12所示，在LED虚拟摄制中，如果使用高速拍摄的方法，就可能会产生闪烁和爬格的现象，这些都与LED背景墙本身的显示特性相关。

图12　高速拍摄时闪烁、爬格现象

LED背景墙的显示原理是利用闪烁的方式来模拟连续的图像，即在非常短的时间内反复开关LED灯来产生类似于连续图像的效果。然而，这种闪烁的方式会产生短暂的黑屏，在高速拍摄的过程中，由于拍摄帧率的过快，相邻两帧之间的时间间隔非常短，就会产生闪烁现象。

LED背景墙的爬格现象与LED灯的排列方式和刷新频率有关。在LED背景墙中，LED灯是按照一定的规律排列在一起的，如果拍摄帧率与刷新频率不匹配，则可能会出现拍摄到的连续两帧之间的LED灯排列方式不同的情况，从而形成了爬格的现象。

经过多次高速拍摄测试，基本可以推断出LED屏的全部灰度是通过几个基础的灰度在时域上交替闪烁的混合方式实现的。因此，显示画面的RGB码值（0~255）越低，闪烁的情况越严重；而在RGB码值相同时，视频处理器给到LED背景墙的伽马值越大，闪烁的情况越严重。在摄影机的设置方面，拍摄时摄影机的快门速度越快，闪烁和爬格的现象越明显，而使用同步锁相（Genlock）的方式对摄影机和LED背景墙进行同步，可以减轻闪烁和爬格的现象。此外，拍摄时实时渲染的帧速率也需要高于摄影机拍摄的帧速率。

综上所述，在LED虚拟摄制的现场拍摄阶段，拍摄者应当根据自身拍摄画面的亮度、视频处理器伽马值、快门速度、实时渲染帧速率、是否使用Genlock同步等因素进行综合考量，并提前测试好合适的高速拍摄的帧速率。

4.5 前后景交互

电影制作中，演员的表演需要在特定环境中展开，环境和表演之间相互依托。因此，LED虚拟摄制与传统的蓝幕/绿幕特效制作流程相比，其优势便是演员表演时不用再去假想环境，而是可以在具体的虚拟环境中进行表演，并且甚至可以实时地与虚拟场景中的物体、角色进行交互。但是想要驱动虚拟场景的物体和角色进行交互，就需要利用UE中的蓝图、动画等功能。

在系内测试片的拍摄中，为了尝试演员与虚拟场景的交互，我们设计了两个具有前后景交互内容的镜头。

如图13所示，第一个镜头是演员与火车进行交互，即火车从后景向前移动，在移动的过程中演员回头望向路过的火车。该数字资产中的火车是一个不能移动的网格体，为了使其能够通过运动与前景的人物进行交互，我们利用Sequencer创建了火车运动的动画，并通过按键控制驱动Sequencer动画进行播放。这样演员只需要按照剧本和导演的指导进行表演，而火车的运动则由虚拟摄制团队通过按键进行控制，使前景的演员与背景的火车完成交互。

图13　演员与火车交互

如图14所示，这个镜头是一场战争戏，涉及的物体运动更加复杂，即一架飞机在空中盘旋后坠毁爆炸。为了实现飞机复杂的运动轨迹，我们使用样条曲线对飞机的运动轨迹进行了绘制，并通过按键控制驱动飞机开始按照样条曲线的轨迹进行运动。而飞机的爆炸效果则通过盒体碰撞完成，即飞机与盒体碰撞器重叠后，飞机爆炸并且消失。而该爆炸效果则通过UE的Niagara粒子系统进行真实感的粒子效果模拟。在实际拍摄过程中，演员可以看到飞机在LED背景墙中的运行轨迹，并且可以根据飞机的飞行轨迹进行表演，达到前后景交互的效果。

图14　战争测试片画面

5 后期制作阶段的问题及应对策略

在传统的影视制作流程中，后期制作内容包括了模型、材质、灯光、绑定、特效、合成等大量工作，而在LED虚拟摄制中，由于“后期前置”，其后期制作阶段的工作量大大减少。

LED虚拟摄制的后期制作阶段主要包括了视效镜头制作和其他后期制作环节，其中视效镜头的制作又包括了内视锥绿幕镜头的合成、前景视效层的合成和非实拍镜头的制作。在笔者LED虚拟摄制测试片的后期制作过程中，虚拟摄制团队遇到的问题主要存在于CG镜头的制作环节。

LED虚拟摄制的影视制作流程中，除了实拍镜头，通常还需要进行一些CG镜头的制作。传统制作流程中，这些CG镜头是在DCC软件中制作，并且为了满足电影对于画质的高要求，通常采用离线方式进行渲染。但是LED虚拟摄制中的数字资产通常都是在UE等实时渲染引擎中制作，如果在制作CG镜头时，再将实时渲染引擎中的资产迁移至DCC软件中进行渲染，会增加极大的工作量，并且在数字资产迁移的过程中，还会遇到许多软件不兼容的问题。

因此LED虚拟摄制中CG镜头可以通过实时渲染引擎进行渲染，以UE为例，尽管UE是实时渲染引擎，但它也开放了多种不同的渲染方式。

关卡序列是UE中制作视频动画的功能。关卡序列中的多轨道编辑器可以利用关键帧为对象、角色和摄影机添加动画，以此完成CG镜头的制作。在CG镜头制作完毕后，关卡序列支持多种渲染方式，其中比较常见的是影片渲染队列中的延迟渲染和路径追踪这两种方式。而针对影视级别的高精度CG镜头渲染，路径追踪的渲染方式具有更好的渲染表现。

如图15所示，相比于延迟渲染，路径追踪在渲染金属、玻璃等半透明物体时更加准确，并且能够在材质上呈现物理真实且无损的全局光照、反射和折射效果。

图15　延迟渲染与路径追踪渲染画面对比

在参数调整时，光子最大反弹数越多，图像信息就越准确，但光子数量到达一定值之后，所取得的效果会越来越不明显，所以应根据画面需求以及渲染时间来设置。像素采样越大，画面中的噪点就会越少，但渲染时间也会随之逐渐增加。此外，可以通过过滤器宽度控制画面中物体边缘的锐利和模糊，并通过降噪器进行降噪。

完成CG镜头制作之后，虚拟摄制团队应当按照交接规范将LED虚拟摄制的实拍镜头和CG镜头交付给调色部门进行调色。

6 总结与展望

本文结合笔者参与的多次LED虚拟摄制测试实践，探讨了虚拟摄制团队在整个制作流程中所面临的问题，并提出了我们的应对策略。经过多次LED虚拟摄制的拍摄测试与实践，我们不难看出，尽管在影片制作的过程中受到场景资产迁移不便、高速拍摄帧速率受限等不同制约因素的影响，但LED 虚拟摄制依靠“所见即所得”、拍摄自由度高、拍摄把控性强等众多独特优势，使其在未来的影视制作领域具有巨大的发展潜力。尤其在拍摄场景多为阴天、黄昏、浓雾、夜晚等光线较为柔和的影视剧中，LED虚拟摄制不但能为剧组提供无时间限制的拍摄窗口期，还可以模拟出极其逼真的拍摄效果，目前在国内外的该类型影片中，LED虚拟摄制已经开始被广泛使用。

在之后的拍摄和实践中，我们的虚拟摄制团队既要随时关注全球LED虚拟摄制的行业动向，结合行业最前沿的技术和方法来优化整体拍摄解决方案。同时，还要根据自身的需求，通过软硬件开发提高LED虚拟摄制系统的操控性。相信随着LED虚拟摄制技术相关软硬件系统的不断优化，其系统稳定性、实时渲染精度、摄影机跟踪精度都会不断上升，系统延迟也会不断降低，LED虚拟摄制不仅会突破传统蓝幕/绿幕实时交互预演的诸多束缚，还将进一步革新整个电影制作流程，必将使电影的工业化道路迈上新的台阶。

注释、参考文献

（向下滑动阅读）

①图片来源：https://docs.unrealengine.com/5.2/Images/building-virtual-worlds/VirtualScouting/ActivateVirtualScouting/menus.webp。

② 视场乘数是虚幻引擎内视锥摄影机的参数之一。通过控制视场乘数，可以控制内视锥的大小，默认情况下视场乘数为1。

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