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[摘 要]After Effects（缩写为AE）中的三维摄像机的应用，使视频画面更加清晰、立体，成像特效更加逼真。本文基于对AE视频特效在三维设计原理和成像流程概述，进一步对三维摄像机在AE视频特效中的应用进行分析研究，为现代视频处理技术创新应用提供了理论参考。
[关键词]三维；摄像机；AE视频特效；应用
中图分类号：TP317 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）41-0398-02
引言
随着社会科技水平逐步创新，文化艺术也在继承中发展。一方面，传统媒介文化传播中，文字、声音传播推进社会信息交流；另一方面，画面处理技术，也随着科技进步全面更新。AE视频特效是视频处理中代表形式，不仅能够实现图像三维化拍摄、图像特效处理，同时能够准确把握关键帧的剪辑，使画面效果更清晰，视频过渡连接更自然。
一、AE视频特效在三维设计的分析
（一）AE视频特效在三维中的设计原理
AE视频特效是指非线性视频特效的处理技术，在传统视频处理二维画面的基础上，增建一条新的画面处理坐标轴，即将接收的图像放置在X、Y、Z三维坐标中，画面处理增加一条空间坐标，将会使图像处于三维下进行处理，图像的运动不再局限于X轴和Y轴的上下和左右方向，也可以沿着Z轴作拉近和推远的移动，这种移动与图像所处在的距离大小有关。因此可以进行更多地常规性的关于大小、多平面、透视方面的修改，以及对图像的深度进行分类（与三维翻转及旋转相同）。
（二）AE视频特效在三维中的成像流程
AE视频特效在三维的成像流程，就是画面从收集素材，到三维处理，最后操作剪辑合成的过程。笔者对AE视频特效在三维的成像制作流程归结为：首先，建立三维坐标，其中X轴、Y轴、Z轴坐标分别对应图像的三个定位角度；其次，按照视频处理中色彩、画面、声音等六要素，建立虚拟处理模型，并分别在空间坐标中寻求最佳剪辑对应坐标，依据坐标，确定视频剪辑各部分处理位置；最后，进行三维特效处理，关键帧用于剪辑对接，滤镜增强画面光感和色彩，完成三维的视频特效处理[1]。
二、基于三维摄像机在AE视频特效中的应用
（一）拍摄脚本建立
需要在三维中处理更加复杂的视频效果，创建摄像机和为摄像机设置動画会提供更多创造性的控制，包括改变透视图的感觉，以及在同一图层布景切换不同的视图，或者重新创建一个真实的摄像机参数以将图形匹配到一个真实的场景中。在AE中摄像机通过“图层>新建>摄像机”来创建，同时设置好焦距、视角、变焦等参数，用于观察处理已经开启三维图层开关的对象。摄像机在三维中工作有两个主要途径：用三维图层建立一个“场景”或“布景”，然后用一个摄像机绕着它飞跃或穿过布景，或者保持摄像机固定在一个位置，然后使图层出入摄像机的视野。
（二）参数设置
三维摄像机的参数设置，是确保AE视频特效在三维中画面效果的关键因素。我们将对摄像机参数设置的相关性要素进行解析。摄像机参数设置提供多种预设，以及通过“视角”参数对透视图进行变形就已经可以满足一般的处理效果，如果想要将一个合成与一个场景进行匹配时，真实摄像机拍摄或一个三维程序渲染都不能将实际的摄像机数据直接输入到AE中，因此在仔细设置详细参数时，需要解决两个核心问题：“视角”的大小以及物体焦点的距离。例如：制作一个片头文字产生景深模糊的动画效果，首先需要创建一个广角摄像机确定“视角”大小，勾选“激活景深”复选框，取消“锁定距离”复选框，通过改变“焦点”、“模糊层次”的关键帧动画，来获得比较满意的景深效果以及产生文字虚实变化的动画效果。
（三）觀察角度分析
三维摄像机在AE视频特效剪辑处理技术的应用，能够实现图像成像立体、多角度画面效果，增加视频欣赏视角。视频画面在三维中的观察角度，是由三维摄像机决定的，如果视频画面是多个三维图层相互重叠呈现，实际操作中留有观察角度的图层影像空隙，经过关键帧动画特效处理，可以适当进行三维画面角度转换，从而按照三维图层画面路径跟踪移动，但要明确整体画面处理成像的主体部分，尽量突出画面中的二维图像，预留图像三维画面处理空间，使处理后的图像更加饱满，图像成像效果立体化。例如：制作一组在三维粒子空间按时间顺序由左侧往右侧做纵深效果出场的相册，设定摄像机的观察角度为由右侧往左侧做纵深移动，每一张相片对应一个三维图层所产生的图层影像空隙，更加突出了立体化效果。
（四）焦点确定
三维摄像机是否能够拍摄清晰的图像由焦点定位来决定。其一，三维摄像机处理采用模拟真实摄像机电子程序作为视频画面处理的主要手段，程序能够自动进行处理画面定位，同时也可以改变图像焦点定位默认路径，将多重图像焦点重合。依据拍摄处理需要，勾选摄像机设置中的“激活景深”复选框，“焦距”参数决定了在焦点上图层到摄像机的距离，确保多个焦点同时出现在三维画面中。例如：A三维图层中摄像机处理的人物为焦点，B三维图层中蓝天作为焦点，应用三维图层将两段视频的焦点进行画面移动，确定成像坐标，再设置人物与图像之间的缩放比例，最后合理切分人物与画面的关系，两者虽然来源于不同的三维图层影像，但进行画面焦点整合后，能够相互补充原始画面的空缺，使三维画面的成像效果更加逼真，画面结构更饱满。
其二，AE视频特效处理中，画面处理时已经将即原始画面中的图层自动缩放，但每一部分在拍摄时又呈现节点性分布，摄像机在进行三维图层处理时，选定即将处理的视频范围，适当调整图层结构及摄像机的“焦距”参数，分别按照其内部设定标识为多个结构编码，滤镜部分渲染后，直接进行画面拼装，或者应用多图层图像剪辑，依据图像设定参数，直接确定成像坐标为焦点，进行部分画面集中性整理。值得注意的是，AE视频特效处理中焦点定位，只为后期三维画面处理服务，即使是3D跟踪路径拍摄，也不会对前期时间轴上关键帧剪辑和处理或者对焦产生影响，初期图层叠加处理剪辑时，依旧需要按照摄像机光圈实行图像焦点适度性调整。 （五）画面定位解析
实现AE视频特效画面明确定位，是三维摄像机处理画面的重要部分，上节中所说的图像焦点确定，是摄像机单层图像节点定位，是摄像机拍摄单层画面的一部分，而画面定位是针对视频特效处理的整体而言，但画面定位又是在图像焦点定位基础之上实现，因此，在AE视频特效处理时，依据焦点定位画面方式，也就自然而然的形成了。举例分析，摄像机中图像焦点三维定位坐标分别为（X1，Y1，Z1），（X2，Y2，Z2），（X3，Y3，Z3），依据焦点空间定位三个关键点，将摄像机图层坐标结构连接为一个整体，最后确定图像处理的画面整体结构，画面中其它影响因素也逐步进行适当性调整[2]。
AE视频特效画面定位，在画面特效处理中应用，也可以添加画面自动化处理程序，也就是我们所说的3D跟踪路径。一方面，3D跟踪路径能够将传统的平面图像转变为摄像机时间轴上画面多角度合成，静态画面换变为动态画面，摄像机在三维图层处理的立体感和真实感增强；另一方面，3D路径跟踪程序直接将摄像机路径导入图像定位三维坐标中，按照拍摄路径，对接收的图像进行过滤处理，AE视频特效不再局限于后期固定模式合成处理，实现AE视频特效处理自动定位，摄像机导入的画面关键帧处理更加自由，摄像机图层处理画面成像更真实。
（六）动画成像效果连接
动画成像效果连接，是摄像机处理AE视频特效的最后一步。首先，动画路径设定是基础，摄像机处理在图像焦点、视频图层处理的基础上，按照导入的最初图像，将多个处理后的坐标转换為同一路径中的动画视频画面中，此时关键帧将各部分分解的画面按编码连接，AE视频处理的关键帧连接，达到路径分割的动画设定。动画成像路徑设计中，唯一能正称得上是窍门的就是为摄像机的“位置”和“兴趣点”调整关键帧且需同步[3]。例如：制作一个演奏乐器宣传片，合成里有3个音乐乐器对象、4个音乐家演奏的视频素材，使所有的图层以一个好的纵览开始，并以单独的一个演奏视频作为结束的视频画面效果。首先，创建摄像机，然后设置好“位置”和“兴趣点”对应的关键帧动画直到得到一个满意的三维动画成像效果。
其次，虚拟画面成像。摄像机在处理画面时，将各部分图层多重叠加，连接为一个完整的视频画面，此时调整画面对应摄像机设置中的光圈，按照由远及近，由上到下的顺序，使画面成像清晰度变化，光圈明暗不同，画面成像的明暗度也不同，摄像机呈现的视频图像也就随之发生变化。举例分析，某视频处影像以溪水作为背景，调整摄像机图层对接处理中“光圈”参数，画面中远处山峰的渐渐模糊，近处溪水对比性增强，而近处人物在画面中更加突出，视频特效画面结构层次分布明显，三维画面的视觉欣赏性增强，合成后的图像更加自然。
结论
AE视频特效处理技术，是现代影像处理较为常见的技术方式，基于对AE视频特效相关理论分析，对三维摄像机在AE视频特效中应用进行探究，主要从在三维摄影机的拍摄脚本建立、参数设置、观察角度、焦点、定位及动画成像这几个方面进行阐述，为现代视频处理技术的技术创新提供技术借鉴。
参考文献
[1] 张楠杏.数字特效技术在剧情短片中的探索与研究[D].上海师范大学，2016.
[2] 黄静.三维可视化技术及其在电力培训系统中的应用[D].大庆石油学院，2004.
[3] 王天慧.三维模型与视频素材的完美结合——AE插件Element3D与Trackcamera技术的实际应用[J].影视制作，2014，（09）：64-68.
作者简介
姓名：林玉菁（1982.09--）；性别：女，籍贯：台湾台中县，学历：本科，毕业于（或者在读与）江西理工大学；现有职称：计算机讲师；研究方向：计算机应用。
[关键词]三维；摄像机；AE视频特效；应用
中图分类号：TP317 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）41-0398-02
引言
随着社会科技水平逐步创新，文化艺术也在继承中发展。一方面，传统媒介文化传播中，文字、声音传播推进社会信息交流；另一方面，画面处理技术，也随着科技进步全面更新。AE视频特效是视频处理中代表形式，不仅能够实现图像三维化拍摄、图像特效处理，同时能够准确把握关键帧的剪辑，使画面效果更清晰，视频过渡连接更自然。
一、AE视频特效在三维设计的分析
（一）AE视频特效在三维中的设计原理
AE视频特效是指非线性视频特效的处理技术，在传统视频处理二维画面的基础上，增建一条新的画面处理坐标轴，即将接收的图像放置在X、Y、Z三维坐标中，画面处理增加一条空间坐标，将会使图像处于三维下进行处理，图像的运动不再局限于X轴和Y轴的上下和左右方向，也可以沿着Z轴作拉近和推远的移动，这种移动与图像所处在的距离大小有关。因此可以进行更多地常规性的关于大小、多平面、透视方面的修改，以及对图像的深度进行分类（与三维翻转及旋转相同）。
（二）AE视频特效在三维中的成像流程
AE视频特效在三维的成像流程，就是画面从收集素材，到三维处理，最后操作剪辑合成的过程。笔者对AE视频特效在三维的成像制作流程归结为：首先，建立三维坐标，其中X轴、Y轴、Z轴坐标分别对应图像的三个定位角度；其次，按照视频处理中色彩、画面、声音等六要素，建立虚拟处理模型，并分别在空间坐标中寻求最佳剪辑对应坐标，依据坐标，确定视频剪辑各部分处理位置；最后，进行三维特效处理，关键帧用于剪辑对接，滤镜增强画面光感和色彩，完成三维的视频特效处理[1]。
二、基于三维摄像机在AE视频特效中的应用
（一）拍摄脚本建立
需要在三维中处理更加复杂的视频效果，创建摄像机和为摄像机设置動画会提供更多创造性的控制，包括改变透视图的感觉，以及在同一图层布景切换不同的视图，或者重新创建一个真实的摄像机参数以将图形匹配到一个真实的场景中。在AE中摄像机通过“图层>新建>摄像机”来创建，同时设置好焦距、视角、变焦等参数，用于观察处理已经开启三维图层开关的对象。摄像机在三维中工作有两个主要途径：用三维图层建立一个“场景”或“布景”，然后用一个摄像机绕着它飞跃或穿过布景，或者保持摄像机固定在一个位置，然后使图层出入摄像机的视野。
（二）参数设置
三维摄像机的参数设置，是确保AE视频特效在三维中画面效果的关键因素。我们将对摄像机参数设置的相关性要素进行解析。摄像机参数设置提供多种预设，以及通过“视角”参数对透视图进行变形就已经可以满足一般的处理效果，如果想要将一个合成与一个场景进行匹配时，真实摄像机拍摄或一个三维程序渲染都不能将实际的摄像机数据直接输入到AE中，因此在仔细设置详细参数时，需要解决两个核心问题：“视角”的大小以及物体焦点的距离。例如：制作一个片头文字产生景深模糊的动画效果，首先需要创建一个广角摄像机确定“视角”大小，勾选“激活景深”复选框，取消“锁定距离”复选框，通过改变“焦点”、“模糊层次”的关键帧动画，来获得比较满意的景深效果以及产生文字虚实变化的动画效果。
（三）觀察角度分析
三维摄像机在AE视频特效剪辑处理技术的应用，能够实现图像成像立体、多角度画面效果，增加视频欣赏视角。视频画面在三维中的观察角度，是由三维摄像机决定的，如果视频画面是多个三维图层相互重叠呈现，实际操作中留有观察角度的图层影像空隙，经过关键帧动画特效处理，可以适当进行三维画面角度转换，从而按照三维图层画面路径跟踪移动，但要明确整体画面处理成像的主体部分，尽量突出画面中的二维图像，预留图像三维画面处理空间，使处理后的图像更加饱满，图像成像效果立体化。例如：制作一组在三维粒子空间按时间顺序由左侧往右侧做纵深效果出场的相册，设定摄像机的观察角度为由右侧往左侧做纵深移动，每一张相片对应一个三维图层所产生的图层影像空隙，更加突出了立体化效果。
（四）焦点确定
三维摄像机是否能够拍摄清晰的图像由焦点定位来决定。其一，三维摄像机处理采用模拟真实摄像机电子程序作为视频画面处理的主要手段，程序能够自动进行处理画面定位，同时也可以改变图像焦点定位默认路径，将多重图像焦点重合。依据拍摄处理需要，勾选摄像机设置中的“激活景深”复选框，“焦距”参数决定了在焦点上图层到摄像机的距离，确保多个焦点同时出现在三维画面中。例如：A三维图层中摄像机处理的人物为焦点，B三维图层中蓝天作为焦点，应用三维图层将两段视频的焦点进行画面移动，确定成像坐标，再设置人物与图像之间的缩放比例，最后合理切分人物与画面的关系，两者虽然来源于不同的三维图层影像，但进行画面焦点整合后，能够相互补充原始画面的空缺，使三维画面的成像效果更加逼真，画面结构更饱满。
其二，AE视频特效处理中，画面处理时已经将即原始画面中的图层自动缩放，但每一部分在拍摄时又呈现节点性分布，摄像机在进行三维图层处理时，选定即将处理的视频范围，适当调整图层结构及摄像机的“焦距”参数，分别按照其内部设定标识为多个结构编码，滤镜部分渲染后，直接进行画面拼装，或者应用多图层图像剪辑，依据图像设定参数，直接确定成像坐标为焦点，进行部分画面集中性整理。值得注意的是，AE视频特效处理中焦点定位，只为后期三维画面处理服务，即使是3D跟踪路径拍摄，也不会对前期时间轴上关键帧剪辑和处理或者对焦产生影响，初期图层叠加处理剪辑时，依旧需要按照摄像机光圈实行图像焦点适度性调整。 （五）画面定位解析
实现AE视频特效画面明确定位，是三维摄像机处理画面的重要部分，上节中所说的图像焦点确定，是摄像机单层图像节点定位，是摄像机拍摄单层画面的一部分，而画面定位是针对视频特效处理的整体而言，但画面定位又是在图像焦点定位基础之上实现，因此，在AE视频特效处理时，依据焦点定位画面方式，也就自然而然的形成了。举例分析，摄像机中图像焦点三维定位坐标分别为（X1，Y1，Z1），（X2，Y2，Z2），（X3，Y3，Z3），依据焦点空间定位三个关键点，将摄像机图层坐标结构连接为一个整体，最后确定图像处理的画面整体结构，画面中其它影响因素也逐步进行适当性调整[2]。
AE视频特效画面定位，在画面特效处理中应用，也可以添加画面自动化处理程序，也就是我们所说的3D跟踪路径。一方面，3D跟踪路径能够将传统的平面图像转变为摄像机时间轴上画面多角度合成，静态画面换变为动态画面，摄像机在三维图层处理的立体感和真实感增强；另一方面，3D路径跟踪程序直接将摄像机路径导入图像定位三维坐标中，按照拍摄路径，对接收的图像进行过滤处理，AE视频特效不再局限于后期固定模式合成处理，实现AE视频特效处理自动定位，摄像机导入的画面关键帧处理更加自由，摄像机图层处理画面成像更真实。
（六）动画成像效果连接
动画成像效果连接，是摄像机处理AE视频特效的最后一步。首先，动画路径设定是基础，摄像机处理在图像焦点、视频图层处理的基础上，按照导入的最初图像，将多个处理后的坐标转换為同一路径中的动画视频画面中，此时关键帧将各部分分解的画面按编码连接，AE视频处理的关键帧连接，达到路径分割的动画设定。动画成像路徑设计中，唯一能正称得上是窍门的就是为摄像机的“位置”和“兴趣点”调整关键帧且需同步[3]。例如：制作一个演奏乐器宣传片，合成里有3个音乐乐器对象、4个音乐家演奏的视频素材，使所有的图层以一个好的纵览开始，并以单独的一个演奏视频作为结束的视频画面效果。首先，创建摄像机，然后设置好“位置”和“兴趣点”对应的关键帧动画直到得到一个满意的三维动画成像效果。
其次，虚拟画面成像。摄像机在处理画面时，将各部分图层多重叠加，连接为一个完整的视频画面，此时调整画面对应摄像机设置中的光圈，按照由远及近，由上到下的顺序，使画面成像清晰度变化，光圈明暗不同，画面成像的明暗度也不同，摄像机呈现的视频图像也就随之发生变化。举例分析，某视频处影像以溪水作为背景，调整摄像机图层对接处理中“光圈”参数，画面中远处山峰的渐渐模糊，近处溪水对比性增强，而近处人物在画面中更加突出，视频特效画面结构层次分布明显，三维画面的视觉欣赏性增强，合成后的图像更加自然。
结论
AE视频特效处理技术，是现代影像处理较为常见的技术方式，基于对AE视频特效相关理论分析，对三维摄像机在AE视频特效中应用进行探究，主要从在三维摄影机的拍摄脚本建立、参数设置、观察角度、焦点、定位及动画成像这几个方面进行阐述，为现代视频处理技术的技术创新提供技术借鉴。
参考文献
[1] 张楠杏.数字特效技术在剧情短片中的探索与研究[D].上海师范大学，2016.
[2] 黄静.三维可视化技术及其在电力培训系统中的应用[D].大庆石油学院，2004.
[3] 王天慧.三维模型与视频素材的完美结合——AE插件Element3D与Trackcamera技术的实际应用[J].影视制作，2014，（09）：64-68.
作者简介
姓名：林玉菁（1982.09--）；性别：女，籍贯：台湾台中县，学历：本科，毕业于（或者在读与）江西理工大学；现有职称：计算机讲师；研究方向：计算机应用。