基础篇 | 如何在Fusion页面替换天空
引言
在户外拍摄时，我们可能会遇到在拍摄的地点和时间缺少镜头画面所需的理想条件，比如因天气不好、光照条件不好、拍摄设备没有足够的动态范围等原因，造成天空与前景不能同时拥有良好的曝光。好在我们能在DaVinci Resolve中找到非常多的解决方案来弥补前期的不足。这里，我们分享其中的一种简便方法，让替换的天空更加自然。
在这个案例中，我们会涉及到一些小的知识点：
[*]保持片段的分辨率
[*]控制合成的分辨率
[*]结合一些工具来创建蒙版
[*]修复蒙版中的空缺
[*]将Alpha嵌入到图像中
[*]使用“Tracker(跟踪器)”修改器
[*]修复中断的跟踪器
[*]混合原来的天空
准 备 工 作
查看当前时间线设置
在“智能媒体夹”中点击“时间线”，找到新建的时间线“project 01”，右键→“时间线”→“时间线设置”，我们可以看到当前时间线的分辨率与项目设置保持一致，分辨率为：1920 x 1080 HD，并且在“图像缩放调整”中勾选了“默认匹配时间线设置”，缩放调整选择的是“缩放原图至适配大小且不出现裁切”。
💡 项目设置→图像缩放调整
缩放原图至适配大小且不出现裁切：
它是基于片段的长边进行等比缩放，使之吻合项目分辨率的长边，短边端可能会出现空白。
保持片段分辨率
今天的案例将使用两段素材。如下图所示，在“剪辑页面”的时间线中，有两个轨道层，并且两个素材片段的分辨率不同。
V1：背景图片，TIFF格式，分辨率3888 x 2187
V2：前景视频，分辨率1920 x 1080
现在，我们选择V2前景视频，按快捷键“D”键，隐藏该片段，或者按“Delete”键，直接删除该片段。
选中视频轨道V1的背景素材，此时时间线检视器中默认显示V1背景图像。我们右键单击该背景素材→“在Fusion页面中打开”，将单个的背景素材导入“Fusion页面”。
此时，检视器1和检视器2右上角均显示分辨率为3888 x 2187。这是因为当我们把单个片段从“剪辑页面”导入到“Fusion页面”时，它会默认保持片段的原始分辨率（而不是采用时间线分辨率的设置），让我们始终在“Fusion页面”中能使用最高质量的合成。
操 作 演 示
从媒体池添加前景片段
打开“Media Pool(媒体池)”，从媒体夹中找到前景片段，并从媒体池拖拽到“节点编辑器”中，自动生成“MediaIn2”节点。
就像从“剪辑页面”导入的单个片段一样，来自媒体池中的片段始终保持它原始的分辨率。我们将前景片段拖拽到“节点编辑器”的空白位置后，按数字“1”键在检视器1中查看它，检视器1右上方显示这个片段的分辨率为1920 x 1080。
为了更好地管理节点，我们选中“MediaIn1”节点，右键→“重命名”→输入“sky”；选择“MediaIn2”节点，右键→“重命名”→输入“Actors”。
选中“sky”节点，然后从工具栏中点击“Merge(合并)”工具，会在“sky”节点后添加“Merge1”合并节点；将连接线从“Actors”节点的输出端口拖拽到“Merge1”节点的绿色前景输入端口上。
检视器2现在显示了一张使用较大天空图像分辨率（3888 x 2187）的合成，在中间显示了较小分辨率 (1920×1080)的前景。
我们知道，在Fusion页面中“Merge(合并)”节点的背景输入大小决定了“Merge (合并)”节点输出的分辨率。因此， 通过将1920 x 1080高清图像连接到“Merge(合并)”节点的背景输入端口，我们可以设置合成图像的分辨率，这里最简单的方法就是添加一个“Background(背景)”节点。
控制合成分辨率
“Background(背景)”工具排在工具栏常用节点的首位，将其从工具栏拖拽到“节点编辑器”的空白位置。在右侧“检查器”中，点击“Image(图像)”选项卡，在“Image(图像)”中去掉“Auto Resolution(自动分辨率)”按钮前的对勾，可以禁用自动分辨率设置，然后输入1920作为宽度值，1080作为高度值。
选中“Background1”节点，在工具栏中点击“Merge(合并)”工具，在节点后方添加“Merge2”节点，并按数字“1”键，可在检视器1中看到“Background1”节点是纯黑色，并且“Merge2”节点现在使用1920 x 1080的分辨率。
接下来，完成节点的连接，并拖拽节点重新布局：
1点击“Merge1”输入端口附近的连接线来断开与“sky”节点的连接；
2将“sky”节点的输出端口拖拽到“Merge2”节点的绿色前景输入端口上；
3将“Merge2”的输出拖拽到“Merge1”节点的黄色背景输入端口上。
检视器2中显示的是合成后的结果，也是我们要渲染回“剪辑页面”时间线上的内容。“Actors”节点的前景位于sky”节点的背景之上，因为前景中没有遮罩或Alpha通道，所以没有透明度，将背景完全覆盖住了。
在“节点编辑器”中选择“sky”节点，然后在工具栏中点击“Transform(变换)”工具，添加“Transform1”节点，可重新调整天空画面的构图。
结合工具来创建蒙版
在我们的案例中有实拍场景和天空两个元素，它们都没有Alpha通道，但是合成通常需要Alpha通道或蒙版，它可以告诉软件哪些区域需要去除，哪些需要保留。
当开始替换天空时，我们有时候可能更倾向于立即使用“Luma Keyer(亮度键控器)”来制作。“Luma Keyer(亮度键控器)”是一种基于图像亮度来创建蒙版的工具，比如过度曝光的天空。但是，它通常不是处理天空替换边缘的首要工具。更好的选择是位于“Merge1”节点中的“应用模式”。
1选中“Merge1”节点，然后在“检查器”中将“Apply Mode(应用模式)”设置为“Darken(变暗)”(有时称为“最小值”)。
无论前景和背景在何处重叠，“Darken(变暗)”应用模式都会显示最暗的像素。由于天空图像比演员片段中过度曝光的天空来得更暗，因此大多数日落天空都会显示出来。但是，在得到一个理想的天空替换效果之前，我们需要处理很多问题。
2选中“Transform1”节点，在检视器1中，可以拖动屏幕上的中心控制调整天空图片的位置，同时配合检查器中的“调整大小”控件，尽量避掉彩虹部分，留下相对干净的天空。
使用“Darken(变暗)”应用模式来处理边缘后，我们仍然可以使用“Luma Keyer(亮度键控器)”来处理演员身上和山坡上的部分透明度。由于演员片段中没有内置的Alpha 通道，“Luma Keyer(亮度键控器)”还可以为我们创建一个Alpha通道。
3在“特效库”中，选择“Tools(工具)”→“Matte(蒙版)”类别，将“Luma Keyer(亮度键控器)”拖拽到“节点编辑器”的空白区域，靠近“Actors”节点。
4节点可以有多个输出，并且不会导致降低质量。从“Actors”节点的输出端口拖出第二个输出，并将它连接到“Luma Keyer(亮度键控器)”的黄色输入端口上，按数字“1”键，在检视器1中查看亮度抠像的结果。
我们在检视器1中可以看到一个半透明的棋盘格图案，这就是“Luma Keyer(亮度键控器)”设置的透明效果。
5由于创建了蒙版，因此我们应该在检视器中查看Alpha通道，而不是当前所看到的RGB图像。
在检视器1的工具栏中，点击“Color(颜色)”控制按钮，切换到“Alpha”模式查看Alpha通道。
这时候检视器1显示灰度图像，它是基于亮度抠像的透明度，纯白色区域都是透明的，纯黑色区域都是不透明的，灰色是半透明区域。
6在“检查器”中，将“High(高)”阈值滑块向左拖动，直到大部分天空显示为纯白色，差不多0.9左右即可。
关于蒙版有一点非常重要，它需要包含纯黑色和纯白色。如上所述，灰色区域将是前景与背景的半透明混合区域。对于玻璃对象来说，这是行得通的，但大多数情况下，区域要么全部都是前景，要么全部是背景。在这里我们的天空完全是白色的，但前景的演员并不是纯黑色的。
7将“Low(低)”阈值滑块稍微向右拖动，来使演员与岩石尽可能变暗，但又不会影响到天空。若要平滑粗糙的边缘，可将“Blur(模糊)”滑块大约拖动到0.5左右。
我们现在有了一些纯黑色与纯白色的区域，但是演员身上还有很多亮点，并且天空的右上角还有一些较暗的区域，这些会给我们的蒙版带来一些问题。
修复抠像中的空缺
让我们先解决岩石和演员的问题。
演员、岩石和水面上还有一部分显示白色，这是表面有非常明亮的高光所致。这里我们不用费力去绘制蒙版或是涂掉空缺的地方，可以利用“Erode/Dilate(侵蚀/扩张)”节点，来扩展或收缩蒙版的边缘。
1在“节点编辑器”中，选中“Luma Keyer(亮度键控器)”，然后从“特效库”的“Filter( 滤镜)”类别中点击“Erode/Dilate(侵蚀/扩张)”工具，将它添加到“节点编辑器”中，并按数字“1”键在检视器中查看它。
2将检查器中的“Amount(数量)”滑块向左拖动，调至-0.005左右。
向左移动“Amount(数量)”滑块(负数)会扩展蒙版的边缘来覆盖空缺，但是，它同样也扩展了岩石的边缘。如何解决这个问题呢? 我们可以添加另一个“Erode/Dilate(侵蚀/扩张)”节点，并将数量设置为相反的。
3选中“Erode/Dilate 1”节点，在“特效库”中，点击“Erode/Dilate(侵蚀/扩张)”工具会在该节点后直接添加第二个“Erode/Dilate(侵蚀/扩张)”节点，按数字“1”键，在检视器1中查看它。
4将检查器中的“Amount(数量)”滑块向右拖动，调至0.008左右即可。
如果检查器中的“Amount(数量)”滑块不能达到所需的数值，通常可以输入数字来扩展滑块的范围。
“Erode/Dilate(侵蚀/扩张)”让我们拥有一个更加接近干净的黑白蒙版，但视觉特效通常像一个打地鼠的游戏，解决了这两个问题，又会出现第三个问题。
“Erode/Dilate(侵蚀/扩张)”并没有完全去除演员身上必须修复的一些白点，我们还需要将这个新生成的蒙版与演员实际的RGB图像结合起来，来评估和调整合成效果。
将Alpha嵌入到图像中
我们使用“Luma Keyer(亮度键控器)”创建的蒙版现在必须与我们演员的RGB图像相结合，将蒙版与RGB图像结合时，最有用的节点之一就是“MatteControl(蒙版控制)”节点。其中一个主要功能便是从连接到前景输入端口的图像中获取Alpha通道，并将它复制到已连接背景输入端口的图像中。
1从工具栏中，将“MatteControl(蒙版控制)”工具拖拽到节点编辑器中“Erode/Dilate2”节点附近。
2“MatteControl(蒙版控制)”节点上的背景输入端口是用来连接将要嵌入Alpha通道的图像。从“Actors”节点拖出第三个输出连接到“MatteControl 1”的黄色背景输入端口上，并将“Erode/Dilate2”节点的输出拖动到“MatteControl 1”的绿色前景输入端口上。
3选中“MatteControl 1”节点，按数字“1”键在检视器1中查看，并将检视器1设置为查看RGB通道，而不是Alpha通道。
4若要将Alpha通道嵌入到演员图像中，可在检查器中，将“Combine(组合)”菜单设置为“Combine Alpha(组合Alpha通道)”。
现在就有了嵌入Alpha通道之后的演员图像。
通常，在蒙版中，白色区域为不透明，黑色区域为透明。这与我们想要的效果恰恰相反。所以，我们需要将蒙版反向。
5在“MatteControl 1”的检查器中，点击“Invert Matte(反向蒙版)”复选框。在继续后面的操作之前，它有助于查看带天空前景的合成效果。
“MatteControl(蒙版控制)”输出形成了带Alpha通道的新前景，而“Merge1”的输出包含了我们合成干净的边缘。现在，我们把它们合并在了一起。
6选中“Merge1”节点，然后点击工具栏中的“Merge(合并)”工具添加第三个“Merge(合并)”节点，将“MatteControl 1”节点的输出拖动到“Merge3”节点的绿色前景输入端口上。
此时，我们在检视器2中应该要看到天空背景与演员前景的合成效果，但是我们现在只看到了演员前景。
这里就涉及到合成中一个非常重要，又常常被误解的知识点——两种类型的Alpha通道。预乘Alpha通道通常由计算机图形结合RGB图像来创建的。除了任何RGB图像外，直接的Alpha通道通常是通过图像处理创建的，就像我们在这里使用亮度抠像实现的那样。Fusion中的“Merge(合并)”节点假设输入的前景图像与Alpha通道进行了预乘，但由于它不是预乘，因此合成效果不够理想。
在“Merge(合并)”节点中使用“MatteControl(蒙版控制)”的“PostMultiplyImage(后乘图像)”复选框来进行合成之前，可以使用Alpha通道对RGB图像进行预乘。
7选中“MatteControl 1”节点，在检查器的底部，点击“Post Multiply Image(后乘图像)”按钮。
8点击“Play(播放)”按钮来查看合成效果。
此时的结果会显示在检视器2中。静帧画面时，合成图像看起来更加接近我们想要的效果了，但一旦播放起来，随着摄像机的移动，有一些细节上的问题就会显现出来，不够真实自然，接下来我们来改善合成的动态效果。
使用“Tracker(跟踪器)”修改器
要完成天空的替换，还需要让天空跟随摄像机的运动。我们在《基础篇 | 如何使用平面跟踪器和画笔工具替换标志和屏幕》中分享过“Planar Tracker (平面跟踪)”工具的一些使用方法，这里我们将把“Tracker(跟踪器)”作为“修改器”来使用，将“Tracker(跟踪器)”修改器应用到含有位置控制的节点上。
1在“节点编辑器”中选中已连接到“sky”节点的“Merge2”节点。
“Merge(合并)”工具包含中心X和Y控制，可用来重新定位已连接到前景输入端口的素材片段。
2在检视器中，鼠标右键点击“Merge2”节点的中心屏幕控制点，然后从菜单中选择“Merge 2: 中心”→“Modify with(修改为)”→“Tracker position(跟踪器位置)”。
提示：也可以在检查器中的“Center(中心)”控制上点击鼠标右键来附加跟踪器。
“Tracker(跟踪器)”修改器被附加到“Merge2”节点的“Center(中心)”X和Y控制上。虽然跟踪过程与“Tracker(跟踪器)”节点相同，但“Tracker(跟踪器)”修改器是一个单点跟踪器，只能跟踪上下和左右移动，因此与多点跟踪器、平面跟踪器相比更受限制。尽管如此，它还是非常适合快速、简单的跟踪，就像我们在这个案例里看到的那样。
添加“Tracker(跟踪器)”修改器将在检视器的中心位置上显示跟踪器图案与搜索矩形框。因为它是一个修改器，所以跟踪器控制会显示在“Merge2”的“Modifiers( 修改器)”选项卡中。
3选中“Merge2”节点，从“节点编辑器”中，将“Actors”节点拖拽到检查器顶部的“Tracker Source(跟踪器来源)”输入框。
提示当我们将节点从“节点编辑器”拖动到检查器的来源输入框中时，该节点将首先显示为移动，一旦鼠标指针离开“节点编辑器”，它将移回原来的位置。
需要将跟踪器放置在高对比度的图案上，该图案可以精确跟踪天空的移动。在这个镜头里，背景中的山脊有一些突出的岩石，可以作为我们用来跟踪的高对比度跟踪点。
4选中“Merge2”节点，将播放头移动到渲染范围的起始处，并在检视器1中，拖动图案框左上角的控制手柄（如下图所示的白色框即为手柄），将跟踪器放置在两位演员之间的山脊岩石上，它们突起的非常小、非常尖。
也可在检查器中预览跟踪器所在的精确位置。
由于此摄像机移动速度不是很快，我们将搜索矩形框保留为它的默认大小试试。
5在“检查器”中，点击“向前跟踪”按钮（倒数第一个），开始跟踪处理。
跟踪处理完成之后，会出现一个对话框，显示了有关跟踪后的帧数和所用时间等信息，点击“OK(确定)”，关闭提示框。
虽然我们最初选择岩石作为跟踪点，在片段的前半部分都很好，但到了下半部分（90帧左右）它不再是准确解算的点位，因为此时演员的头部遮住了岩石，影响了跟踪效果。
这种情况，我们可以尝试选择更好的图案框来重新定位，或将图案框稍微变小，然后重新跟踪这个片段；我们也可以另寻办法来修复，保留前半部分岩石镜头起初所选的跟踪数据，为剩余部分确定一个新的跟踪点，使跟踪器继续跟踪这个片段剩余的部分。
修复中断的跟踪器
1在渲染范围内，将播放头拖动到第93帧。这是我们以岩石为跟踪点得到的跟踪数据，它是成功数据里的最后一帧。此时，需要再定位一个新的高对比度对象来进行下一步跟踪。
2选中“Merge2”节点，在右侧检查器中，将“Path Center(路径中心)”菜单设置为“Track Center(Append)跟踪中心(追加)”。
“TrackCenter(Append) 跟踪中心(追加)”设置可以让我们把图案框移动到新的对象上，并根据新的点位继续跟踪。
3在检视器1中，拖动跟踪器2图案框左上角的控制手柄，将跟踪器放置在女演员右侧突起的岩石上。
4点击“Track Forward from Current Time(从当前时间正向追踪)”按钮，从第93帧的位置重新开始跟踪处理。
5跟踪完成之后，在对话框中点击“确定”继续下一步。
6Fusion自动混合“Tracker1(跟踪器1)”的两种分析，来创建一条无缝衔接的运动路径。现在，我们有了一个跟随摄像机移动位置的稳定跟踪。由于将跟踪器作为修改器应用于“Merge2”节点的中心X轴和Y轴，因此天空的运动会自动跟随跟踪器。
混合原来的天空
如果将天空替换保留为现在的样子，它看起来就像是粘贴在天空上的。为了让天空替换的效果更加自然，有一个小技巧可以始终混合一点原来的天空。
1选择“Background 1”节点，然后按“Delete(删除键)”将它从合成中删除或者断开它与“Merge2”节点的连接。
这里有一个新的知识点：
我们在最开始的时候添加“Background(背景)”节点，是为了正确设置合成的分辨率。如果我们在合成中有使用所需分辨率的图像（这里是1920*1080），那么我们可以使用这个图像，而不是添加“Background(背景)”节点。例如，在我们的合成中，“Actors(演员)”节点是我们想要的最终输出分辨率，因此我们将通过获取“Actors(演员)”节点给出的另一个输出来替换“Background(背景)”节点。
2从“Actors(演员)”节点拖出第四条输出，并连接到“Merge2”节点的黄色背景输入端口。
合成好后，返回到检视器中，看起来与之前使用“Background(背景)”节点的时候没有什么不同。但是这里，我们使用“Actors(演员)”节点有一个重要的好处就是可以将原来天空的一部分与合并中所连接的天空进行混合。
3选中“Merge2”节点，然后在“检查器”中，将“Blend(混合)”滑块向下拖动到0.7左右。
此时，我们替换的天空变得更加自然了（下图中，左侧为降低混合的结果）。
今天的分享就到这里了。这里是为大家提供一种替换天空的基本思路和结构，当天空替换的效果不完美的时候，我们还需要根据实际的素材情况添加一些蒙版，或者进行一些颜色校正，让前景与背景更好地匹配，希望对您有帮助。
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