nDisplay中的摄像机动态模糊

在nDisplay虚拟制片项目中使用摄像机动态模糊。

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之前,我们禁用了动态模糊,因为它有时会对静态场景的拍摄产生干扰。当摄像机移动时,物理摄像机的图像传感器会自然而然地模糊处理内视锥部分。如果在nDisplay中草率地启用动态模糊,那么它会在最终画面中被错误地放大——由于摄像机的位移,内视锥会被模糊处理,导致物理摄像机捕捉到内视锥画面存在模糊曝光。

然而,有时我们会希望在LED墙上渲染动态模糊效果,比如说:

  • 当LED墙上存在动画内容时,例如虚拟场景中的动画车辆或人物。

  • 当你需要拍摄一段 合成镜头(process shot),也就是现场演员在一个已经拍摄好的虚拟场景前表演,并且虚拟场景带有动态模糊。常见的合成镜头包括演员坐在车里,而背景则是移动的虚拟场景。这类情况中,LED墙必须渲染动态模糊效果,因为物理摄像机和道具车辆本身没有大范围的位移。

nDisplay现有的解决方案能通过减去由于跟踪摄像机位移产生的模糊,来渲染带有动态模糊的内视锥。例如,如果合成镜头中的摄像机发生了平移,那么即使背景出现快速运动,也不应该在内视锥中产生额外的动态模糊。

显示动态模糊效果的虚拟制片舞台

显示摄像机模糊效果的特写

虚幻引擎4.27 ICVFX测试案例中的一个汽车合成镜头。

合成镜头:移动舞台还是移动世界场景

有两种方法来为合成镜头准备一个场景:

  • 移动舞台:nDisplay Root Actor在场景中移动。

  • 移动世界场景:整个场景围绕nDisplay Root Actor移动。

每种方法都有特定用途。最终方案取决于你的项目需求。

nDisplay的动态模糊计算专被设计成处理这两种情况。(我们)还需要对真实世界场景进行进一步测试来验证"移动舞台"方案的动态模糊的准确性。我们相信"移动世界场景"方法在所有情况下都能可靠工作。

移动舞台

采用这种方法后,nDisplay Root Actor应当采用一条路径来生成动画,该路径表示车辆的总体位移。这比其他方法更容易设置,因为场景不做任何修改就可以使之移动。

这种方法也有一些缺点:

  • 每次拍摄都必须与动画的播放时间仔细编排。

  • 除非运动路径是一个闭环动画,否则动画播放时,最后一帧和第一帧会有一个明显的重置动作。

  • 拍摄的时间越长,你需要创建的场景内容就越多。

  • 由于单精度浮点格式的限制,如果摄像机距离原点太远,虚幻引擎的渲染就会变得不稳定。

移动世界场景

采用这种方法后,你需要在虚幻的世界坐标系中保持虚拟舞台的位置固定不变,然后移动它周围的场景。当你只希望车辆外有一个通用的视觉运动效果时,这种方法可能更为灵活。

这种情况下,有很多技巧可用,特别是当车辆的运动路径很简单时。例如,你可以在虚拟舞台中像传送带一样移动场景中的不同分区,来重复使用它们,从而实现无限播放和不间断的摄像机拍摄。

如果车辆路径的方向性更强,且场景被设计成可移动的,那么车辆动画可以单独创建,然后倒置到作为场景父对象的根节点变换上。

这种方法的缺点是,它需要自定义场景设置和完全可移动的动态内容和光源。

局限性

在捕捉LED墙面的动态模糊内容时,物理摄像机存在一些固有的局限性。

例如,如果在某辆正在移动的真实车辆上,有一台摄像机正在平移并跟踪世界场景中的某个固定点,比如一块从车辆上移过的交通标志,在现实中,捕获的图像不会有模糊效果。但在LED舞台上这是不可能做到的,因为平移摄像机的曝光无论如何都会导致墙壁模糊。

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