特效短片《未来》的设计与制作毕业论文Word格式.docx
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1前言
在过去几年，人工智能逐渐从实验室走向世界，所有优秀的人工智能正影响着各个领域。
研究人工智能未来的发展趋势，对人类的影响具有重要意义。
而随着对计算机的使用，影视行业也随之进入人们的生活，硬件设备的提高也使影视特效进入新纪元，使其逐渐被运用到电影、电视等媒介当中，使得原本的影片更加有视觉感染力。
通过对影片进行特效的制作，使得人们对未来智能生活的憧憬与展望变得可视化，满足人们对未来智能生活便民，利民的遐想，甚至为智能时代的发展更直接地提供创新的方向。
1.1研究的现状及其意义
如今，随着人类科学技术的飞速高效发展，伴随的是智能时代的到来。
大数据时代和人工智能的出现，对人类科学技术、商业和社会的发展产生了重大影响。
人工智能的发展以机器学习为机理，数据资源、运算能力、核心算法构成了其三大基本要素，并且共同推动人工智能往更高层次的感知、认知发展。
机器学习除了需要先进的算法和硬件计算能力，最关键的是对大数据的运用。
在现有强大运算能力的支持下，数据越丰富、越全面，机器进行识别的精确度就越高，因此大数据将成为人工智能发展的重要养分。
通过对大量数据的学习和计算，机器的处理和判断能力不断提高，智能化水平也在不断提高。
近年来，中国在人工智能领域的成就引起了世界的关注。
我国人工智能的发展具有巨大的优势，即数据量和一系列的支持政策。
在数据量方面，我国人口数量庞大，有天然的大数据优势，而在政策方面，作为新一轮新兴产业转型的重要核心动力和引领未来发展的战略技术，国家高度重视人工智能产业的发展。
2017年7月，国务院发布新一代人工智能发展规划，对人工智能产业进行战略部署，把发展人工智能作为提升国家竞争力的重大战略。
在2018年3月和2019年3月政府工作的报告当中，都强调要推动人工智能等应用的研发，加快发展新兴产业，并与实体经济相融合，培育新一代信息科学技术等新兴产业集群，培养掌握电子工程、计算机硬件、人工智能算法与应用等基础理论、基础技能的专业化人才，以壮大数字经济。
政府积极推动大数据造福社会，这势必是人工智能的发展最佳时代。
影视是通过电视、电脑、手机等方式进行宣传，广告，传达思想，文化创造等活动。
在影视中，特效分为视觉特效以及声音特效，通过后期制作出来的虚拟现实，幻觉和假象，分别在视觉和听觉给观众带来双重的视听觉冲击，再加上视频剪辑，是影片扣人心弦，回味无穷让人体验现实生活中不存在的虚拟视听。
在当今互联网高效发展的时代，5G时代甚至今后6G的实现，网速的增强对虚拟现实技术的发展以及运行提供了强大的硬件条件。
影视特效与实拍影片相互融合的新趋势既是科技经济发展的必然性,也是影视行业日新月异发展的需要。
如今各大高等院校纷纷新增数字媒体技术、人工智能技术等新兴专业，开设影视动画、视觉特效、动画制作等专业课程,积极培养相关人才以推动中国影视数字特技制作技术整体水平的提高。
众多新媒体、影视后期特效公司也犹如雨后春笋般快速兴起，为影视特效、虚拟现实产业发光发热。
与此同时，我们应该积极思考和研究如何利用人工智能来提高基础公共服务平台的建设水平。
而影视特效的数字化、视听、三维可视化、虚拟现实和增强现实对今天和未来都具有重要意义，它可更加直观地体现人们的想法思维，继续缩小信息差距，从而建设高效、发达、便利宜居的智能社会，促进社会包容和文化可持续发展，让全体公民共享科技创造的美好未来。
1.2本设计研究目标、研究内容
本次研究目标想通过虚实结合类视频作品，通过实拍加特效，体现未来20年后智能生活如何从人们的衣食住行更便利地服务人们的生活。
内容则是人工智能已完全融入人们的生活，人们的衣食住行都因人工智能变得便利，甚至原本智能作用于机器的科学技术已经能作用于人本身。
AR，全息影视等人工智能，通过视觉听觉使人们在生活上有更优质的体验。
本设计也展现短片从构思到成片的全过程，从课题的提出、前期筹备、视频创作的流程与各个阶段的理论总结方面进行详细的分析与研究。
同时书籍文献，网络资源及参考实例为课题的开展提供了理论基础加上现有的专业技能储备提供经验，为课题的完成和论文的写作提供保障。
也希望能通过整个过程锻炼创新与应用数字媒体技术及数学知识，应用数字媒体相关技术、技巧及现代工具解决问题的能力，为将来就业从事此行业能设计、开发与评估数字媒体作品奠定一定的基础，除此之外锻炼项目管理、有效沟通与团队合作的能力以及应用综合知识与研究成果，发现、分析与解决复杂问题的能力。
在这个过程中学会去关心产业动态，了解数字媒体技术对环境、社会及全球的影响，并培养持续学习的习惯。
本次设计主要运用AdobePremiereProCC2018、AdobeAfterEffectsCC2018来制作特效，进行短片的剪辑、调色、配音等后期制作，二者可相链接为后期特效制作和剪辑更加方便灵活。
在短片制作前期要充分构思分镜，镜头对整体脉络有清晰的思路，确定好具体时长，特效镜头至少要占到全篇50％以保证工作量以及注意镜头之间的衔接。
同时也要与所学的专业知识，根据光效，透视等原理进行制作，要与实景相结合。
1.3本设计在国内外的发展概况及存在的问题
21世纪，人工智能以迅猛之势进入我们的生活，极大地提高了人们的生活质量。
近几年，人工智能开创了网约车、线上外卖、互联网产品等新的商业模式；
产品应用范围也十分广泛，如智能音箱、无人机、智能家居、医疗、交通、金融、安全防护等。
劳动生产率和生产力水平的提升，人们的生活体验将更加丰富多彩。
人工智能将更多地将人们从体力劳动乃至常规性的脑力劳动中解放出来，更多地投入到创造性活动当中，使人们的生活变得越来越便利，人类自身与社会得到更加充分的发展。
影视行业日新月异的发展也创造了各种各样的形式，19世纪末，带有科幻色彩的影片在法国诞生，如1895年的《机器屠夫》，1897年的《一位20世纪的外科医生》等。
1902年，法国人梅里埃推出《月球旅行记》（LeVoyagedanslaLune），标志着第一部真正意义上的科幻电影出现。
20世纪70年代中期,美国大型科幻大片《星球大战》系列片开辟出美国科幻电影史的星光大道。
现今，像漫威宇宙一系列电影的特效镜头脍炙人心,其逼真效果已经可以让观众达到身临其境的效果,它运用虚拟现实技术原理提升着人们的听觉体验，视觉享受和创造思维,深深震撼着观众的心灵感受。
国外特效制作的发展已十分成熟，但国内仍然面临着制作成本高、硬件配置要求高、资金低、渲染时间成本长等问题。
但近几年国内上映过许多优秀的影视动画，如《魔童降世》、《大圣归来》、《白蛇·
缘起》等，是否意味着国内特效影片开创新纪元还有待考察。
1.4本设计应解决的主要问题
1.对未来世界环境进行合理想象。
2.脚本分镜的构思以及镜头之间的衔接自然。
3.特效的制作如何真实并贴切未来的时代。
4.选择合适的音效音乐以更好展现短片特效的效果。
5.研究特效镜头的制作原理，对前期拍摄进行相对应的要求。
6.短片的主题立意以及故事线的设计需生动，有亮点。
2前期准备工作
在短片开始拍摄以及特效制作之前，需要对短片的主题进行构思，理清整个短片的剧情脉络，思考镜头之间如何进行连接，绘制完整分镜并控制时长，以及对特效镜头部分进行设计，知道特效具体做什么、如何做，并落实拍摄场地、所需道具、使用设备，制作软件并确定时间安排。
同将本设计所需要运用到的核心技术，原理以及相关专业知识进行资料教程的寻找和整合并进行深入学习。
2.1拍摄设备、后期制作软件
拍摄设备使用索尼α6300相机、智云稳定器以及三脚架，三脚架以及稳定器起到稳定镜头，在使用推镜、摇镜的镜头语言时能更加方便快捷的表达。
后期制作软件使用AdobePremiereProCC2018（pr）、AdobeAfterEffectsCC2018（ae），主要运用PR完成整部短片的剪辑、转场制作音频处理以及渲染合成出片，运用AE制作特效，通过相互链接的方式衔接完成整部特效短片。
2.2脚本与分镜构思
脚本与分镜的构思与制作是影视短片整个制作过程中不可或缺的部分，完成此部分需要对视频主题有完整的理解，是前期拍摄，后期特效制作、视频剪辑和影视音乐选取制作重要依据之一，同时对制作过程中会遇到的问题以及成片之后质量进行综合评估。
2.3整体框架构思
短片想展示未来二十年后，主人公在智能时代下平凡一天的生活，体现人工智能对于人类在饮食、交通、居住等生活上方方面面具体的影响。
于是从主人公起床为开始，并上床睡觉为结束。
中间的过程从主人公吃饭、开车出门、戴上耳机进入耳机世界、通过全息地图找路以及回到家进行心灵充电，表现未来时代只能作用于机器的相关技术也可以作用于人，体现人与人工智能相互结合；
还有手机倒水、看全息电视等一系列的场景去体现未来生活的智能化，便民化。
2.4脚本与分镜
从闹钟响，主人公起床开启一整天的智能生活，伴随全息时钟的运用。
接着黑场接科技感片头，随后是吃早餐，遮罩转场至车库，并闪现到车面前进行手掌解锁，开车走后接户外空镜，并使用赛博朋克的科技感进行调色；
随后进入耳机世界，伴随着音频频谱的特效，然后摘下耳机，打开全息地图找路。
回家后进行心灵充电，以及通过手机倒水冲茶，并观看全息影视，最后转场至房间睡觉结束一天以结束短片。
文字分镜表如表2.2表示：
表2.2分镜列表
镜头号
主要内容
备注
时间
1
闹钟响，做翻身动作，全息屏旋转
特效：
全息屏
3s
2
伸懒腰，出现全息时钟
片头
全息时钟、
黑场转片头
18s
3
伸出手使杯子瞬移到手中，喝水
杯子瞬移、
遮罩转场至车库
15s
4
闪现到车前，手触摸车窗解锁，开门上车，关门将车开走
闪现、hud解锁，渐黑转场
17s
5
五个具有标志性建筑的空镜
调色：
赛博朋克
8s
6
戴上耳机进入耳机世界后摘掉耳机，切换到现实世界
音频频谱
21s
7
看全息地图找路
全息地球地图
13s
8
回到家关上门，走到沙发上休息，心灵充电
电线光效
19s
9
手机倒水，水沸，倒水进茶壶，冲茶以及关公三巡，冲完茶放下茶杯
手机倒水、进度界面
23s
10
看全息影视
手机全息投屏
14s
11
第一视角看电视，转到房间内的全息时钟
手机全息投屏、全息时钟
转场：
形似转场
6s
12
上床睡觉
全息时钟
3中期制作
有了前期准备工作奠定的基础，以及分镜作为拍摄参考，加上对后期剪辑特效一些制作原理，教程的学习，对拍摄手法也有了一定的支持基础。
进一步的工作就是根据前期的准备工作制定工作计划，确定最终拍摄地点，拍摄时间，制作特效，后期剪辑，增音乐特效来表现完整的作品，该过程要按照脚本所设定的需求完成。
3.1实景拍摄以及镜头语言的运用
3.1.1拍摄设备的使用
本设计素材拍摄使用索尼α6300相机进行拍摄，使用三脚架与智云m2稳定器稳定镜头，更便利地对推镜，摇镜等镜头，以及支持需要保持镜头不动的拍摄。
该相机采用2400万像素传感器和4D对焦系统，支持4K视频拍摄，搭配16-50mm的镜头3.5-5.6光圈进行使用。
在拍摄过程中要先调节好光圈、快门、iso和白平衡等参数，若为了方便拍摄的内容后期需要有所调整，则要注意将图像大小设置为4k进行拍摄，后期才不会因为分辨率不够而无法放大画面，同时实时观察直方图，判断视频画面是否过暗或者过曝。
拍摄过程中需要注意的是镜头相对平稳，对焦准确，根据前期分镜设计确定拍摄景别，并预留比分镜头时长更多的时间以方便后期剪辑。
同时演员要注意服装以及在同一场景景别切换时表情心情需保持不变，同一场景也需要主要道具的摆放，以免穿帮，拍摄时需要注意周围环境的音效是否影响后期的音频处理，并做好调整。
3.1.2镜头语言
全片运用了全景、中景、近景、特写等景别，摇镜、移镜、拉镜、空镜、切镜等拍摄方式。
通过这些镜头传达给观众整个故事剧情的发展，使全片的衔接更加自然。
1、移镜：
交代空间环境，形成机位调度，造成视觉节奏富于韵律的变化。
图3.1移镜镜头
2、摇镜：
介绍环境，表现人物和空间的关系。
图3.2摇镜镜头
3.2特效的制作与实现
全片一共有23个特效镜头，由小组分工完成。
本人负责的部分有：
全息时钟（3个镜头）、杯子瞬移、空镜赛博朋克特效（3个镜头）音频频谱（2个镜头）、手机倒水、手机投屏（2个镜头），主要利用AdobeAfterEffectsCC2018进行制作，制作与实现过程在下文有详细的展示过程。
3.2.1全息时钟特效的制作与实现
全息时钟在未来生活中会使家中房间内更加简洁直观，提供的信息也会远远比现在的实体时钟更加丰富。
（1）全息时钟整体界面：
元素有日期、时钟、动态波浪、问候语。
图3.3时钟界面
（2）各元素动画
①日期：
渐出②时钟：
修剪路径③直线：
波形变形④问候语：
毛边
图3.4时钟动画
（4）整体出场动画主要技术：
主要运用噪波遮罩，采用置换图的效果。
图3.5噪波遮罩设置
图3.6出场动画
（5）开启3d开关，分析透视原理，将特效合成进实景效果。
图3.7白天出场动画（合成）
图3.8晚上出场动画（合成）
3.2.2杯子瞬移特效的制作与实现
在未来，实体可通过某种方式的触动而传送到人的面前，更便利地服务于人们的生活。
（1）主要技术：
需要对杯子，手指进精准抠图，并将原有的水杯用空镜遮掉，同样需要手动抠像，以及绘制动画路径，通过调色以融合光效。
瞬移使用模糊动效，使其逼真，并注意抠像与实景拍摄能相融合。
图3.9水杯抠图
（2）注意事项：
需要注意的是有投影的地方同样要做特效，以免穿帮。
图3.10水杯模糊动效
（3）杯子的运动路径：
图3.11运动路径
（4）合成后最终的镜头画面：
图3.12完整画面
3.2.3可视化音频特效的制作与实现
未来世界当人们戴上耳机，眼前就会出现根据音乐变化的音频频谱效果，加强音乐的视觉体验。
用3D摄像机跟踪器进行跟踪、增加Form效果控件和音频频谱效果控件制作音频频谱特效。
先对镜头进行稳定，对耳机世界环境进行调色，用3d摄像机跟踪完后要寻找全视频存在、没有消失的点，并创建空白和摄像机，将其位置信息复制粘贴到音频频谱特效的位置信息上。
以及对音频频谱特效相关参数的进行调节。
3.2.3.1可视化音频特效1制作的制作与实现
（1）环境调色前后对比：
图3.13调色对比
（2）3d摄像跟踪器跟踪并创建空白和摄像机
图3.143d摄像跟踪器跟踪点
（3）新建纯色图层、调节Form效果控件制作可视化音频特效，将基础形式改为盒子-网格，调节尺寸、各个轴上的粒子数；
粒子类型改为球体，调节其羽化值，尺寸，透明度和颜色；
将音频驱动里的音频图层赋予耳机音乐，使其随音乐频谱做相关动画特效，并调节驱动器1、驱动器2的映射、宽度、强度，分型域场的位移、流动轴相关参数；
然后调节球形场球形的强度羽化值等；
最后在世界变换调节比例控制特效的大小。
再对该频谱做投影和发光特效已完成可视化音频特效的第一个镜头。
图3.15Form相关参数
（4）最终特效效果。
图3.16可视化音频1特效效果
（5）音频特效合成进实拍场景效果。
图3.17可视化音频1特效效果
3.2.3.2可视化音频特效2的制作与实现
图3.18调色前后对比
（2）3d摄像跟踪器跟踪并创建空白和摄像机。
图3.193d摄像跟踪器跟踪点
（3）新建纯色图层，添加音频频谱效果。
将音频层改为耳机音乐，更改其起始频率和结束频率、厚度、柔和度等参数，并更改其颜色。
图3.20音频频谱特效相关参数
图3.21音频频谱2
（4）重要的是调节发光的特效，使其美观，有更好的视觉体验，主要是调节发光阈值、发光半径、发光强度三个参数。
图3.22发光1参数以及调后效果
图3.23发光2参数以及调后效果
图3.24发光3参数以及调后效果
（5）根据光效以及透视原理，加上投影之后的效果。
图3.25加上投影后合成效果
（6）新建纯色合成，并添加CCparticleworld效果控件，更改其生长半径，生命周期，颜色，取消掉重力因素使其向四周发散，并随着发散而渐渐消失。
调节之后在粒子之间添加一个圆形遮罩，使其中间空出。
图3.26CC世界粒子特效
图3.27CC世界粒子特效（添加遮罩后）
（7）将CC世界粒子特效合成进可视化音频频谱特效中，并增加投影，看最终效果。
图3.28可视化音频2特效效果
3.2.4手机倒水特效的制作与实现
随着手机的逐渐智能化，将来手机可触动某开关直接进行倒水等便民功能。
抠图技术。
注意检查抠图是否有穿帮。
（3）拍摄两端素材：
一段是用茶壶倒水形成水柱以及水壶内水面上升，另一端是用手机做倒水状。
图3.29手机倒水实拍素材
（4）对有水柱的实拍素材进行抠图，仅抠出水壶和水柱即可。
并通过key关键帧将手机完整显示，而茶壶能完整遮盖。
图3.30水柱水壶抠图效果
（5）最后总效果
图3.31手机倒水最终效果
3.2.
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