虛幻引擎實踐篇：虛擬制片

第1部分虛擬制片概述
第1章 虛擬制片簡介
1.1 何為虛擬制片 2
1.1.1 基本概念 2
1.1.2 商業(yè)價值 4
1.2 虛擬制片相關(guān)技術(shù)組成 7
1.2.1 三維制作技術(shù) 7
1.2.2 實時渲染技術(shù) 10
1.2.3 虛擬攝影技術(shù) 11
1.2.4 動作和面部捕捉技術(shù) 14
1.3 虛擬制片特點 16
1.3.1 視效實時化，所見即所得 16
1.3.2 優(yōu)化制片流程，增效團隊協(xié)作 18
1.3.3 最大程度節(jié)約成本 20
第2章 虛擬制片發(fā)展歷程
2.1 電子布景概念的提出 22
2.2 動態(tài)預演的出現(xiàn) 22
2.3 IBC展覽會上虛擬演播室技術(shù)首次亮相 24
2.4 動作捕捉和運動控制的使用：《泰坦尼克號》和《黑客帝國》 25
2.5 表演捕捉、虛擬拍攝：《阿凡達》 28
2.6 LED 虛擬制片時代的到來：《曼達洛人》 30
2.6.1 虛擬背景 31
2.6.2 實時互動 31
2.6.3 虛擬布景的細節(jié) 32
2.6.4 與實體布景的融合 32
2.6.5 特效和后期制作 33
第3章 虛擬制片類型
3.1 動態(tài)預演（可視化） 35
3.2 表演捕捉 38
3.3 混合綠幕式虛擬制片 39
3.3.1 非實時混合 39
3.3.2 實時混合 40
3.4 全實時LED虛擬制片 41
第2部分虛擬制片技術(shù)入門之虛擬制片五大系統(tǒng)
第4章 實時圖形渲染引擎系統(tǒng)
4.1 實時渲染引擎系統(tǒng)介紹 44
4.1.1 實時圖形渲染引擎的發(fā)展與特點 44
4.1.2 實時圖形渲染引擎在虛擬制片中的運用 46
4.1.3 主流實時渲染引擎介紹 47
4.1.4 實時圖形渲染的工作原理 50
4.2 傳統(tǒng)渲染引擎系統(tǒng)介紹 50
4.2.1 傳統(tǒng)渲染引擎的定義和工作方式 50
4.2.2 主流傳統(tǒng)渲染引擎介紹 51
4.3 實時圖形渲染引擎聯(lián)合DCC開發(fā)流程與指標 54
4.3.1 原始資產(chǎn)開發(fā) 54
4.3.2 UE5利用外部資產(chǎn)搭建場景 57
4.3.3 實時渲染 60
4.4 實時圖形渲染引擎中的動畫系統(tǒng) 64
4.4.1 Sequencer 64
4.4.2 FBX導入并調(diào)整模型動畫 64
4.4.3 FBX導入并調(diào)整攝影機動畫 66
4.5 實時圖形渲染引擎中的地形編輯工具 67
4.5.1 Landscape 67
4.5.2 使用地形模式編輯 67
4.5.3 地形編輯輔助工具 68
4.6 實時圖形渲染引擎中的地形材質(zhì) 68
4.6.1 分層材質(zhì) 68
4.6.2 繪制材質(zhì) 69
4.7 實時圖形渲染引擎中的流體解決方案 69
4.8 數(shù)字資產(chǎn)場景搭建案例實操 73
4.8.1 新建地圖和地形 73
4.8.2 基本天氣系統(tǒng)配置 74
4.8.3 引入資產(chǎn) 78
4.8.4 添加植被 85
4.8.5 配置燈光 87
第5章 LED 顯示屏顯示系統(tǒng)
5.1 LED屏幕方案 93
5.1.1 直面屏（三面屏） 93
5.1.2 弧形屏（異形屏） 95
5.1.3 天幕屏（頂屏） 95
5.2 LED顯示系統(tǒng) 96
5.2.1 像素間距（點間距） 96
5.2.2 可視角度 97
5.2.3 色域覆蓋 98
5.2.4 灰度等級 99
5.2.5 刷新率 99
5.2.6 掃描數(shù) 100
5.2.7 發(fā)光陣列 100
5.3 視頻信號管理器 101
5.4 LED虛擬拍攝過程中面臨的挑戰(zhàn)  102
5.4.1 摩爾紋 102
5.4.2 掃描線偽影 103
5.4.3 色彩管理 103
5.4.4 色彩還原精準度 104
5.5 工作流程指南 105
5.5.1 規(guī)劃與初步框架 106
5.5.2 實拍與提升技巧 110
第6章 攝影機跟蹤系統(tǒng)
6.1 攝影機坐標定位方案 112
6.1.1 主動式紅外光學跟蹤定位方案 112
6.1.2 被動式紅外激光跟蹤定位方案 114
6.1.3 其他跟蹤方案 115
6.2 使用專業(yè)攝影機系統(tǒng)結(jié)合Live Link與metadata互通的解決方案 115
6.3 攝影機反求 117
6.3.1 Nuke反求攝影機 117
6.3.2 將帶有攝影機動畫的FBX等文件導入UE 120
6.4 攝影機參數(shù)數(shù)據(jù)與UE聯(lián)動 121
6.4.1 校準機操作 121
6.4.2 UE主控機操作 125
第7章 虛實場景的匹配系統(tǒng)
7.1 虛擬場景的測量標準（測量單位、測量方法） 129
7.1.1 統(tǒng)一模型尺寸標準 129
7.1.2 UE中Landscape尺寸管理 130
7.2 虛擬場景中的透視匹配（nDisplay） 130
7.2.1 攝影機鏡頭校準 132
7.2.2 通過UE鏡頭文件完成鏡頭校準 134
7.2.3 使用nDisplay創(chuàng)建LED墻 136
7.2.4 使用ArUco對LED墻與攝像機進行匹配 137
7.3 實景輔助搭建 140
7.4 道具資產(chǎn)掃描 140
7.4.1 利用LiDAR或攝影測量建模創(chuàng)建掃描虛擬場景 140
7.4.2 利用在線數(shù)字資產(chǎn)庫創(chuàng)建虛擬場景 141
7.5 使用機械裝置作為輔助拍攝 141
7.6 實景與虛擬之間的色彩匹配 143
7.6.1 使用ACES色彩空間管理色彩 143
7.6.2 使用色卡與反射球檢查和匹配色彩 143
第8章 燈光系統(tǒng)
8.1 虛擬拍攝燈光概念 145
8.2 虛擬拍攝常用燈光類型 146
8.2.1 LED屏幕 147
8.2.2 LED燈具 147
8.2.3 傳統(tǒng)影視燈具 148
8.2.4 電腦燈 149
8.3 數(shù)字燈光系統(tǒng)介紹 149
8.3.1 DMX調(diào)光控制系統(tǒng) 150
8.3.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 150
8.3.3 藍牙控制系統(tǒng) 150
8.4 虛擬現(xiàn)實燈光連接流程 150
8.4.1 虛擬燈光與DMX控制 150
8.4.2 物理燈光與DMX控制 153
8.5 虛擬現(xiàn)實燈光案例分析 155
第3部分虛擬制片技術(shù)進階
第9章 動態(tài)場景觸發(fā)
9.1 燈光預設(shè) 160
9.2 可控式動態(tài)天氣 162
9.3 觸發(fā)式場景動態(tài) 163
9.3.1 構(gòu)建場景動畫 164
9.3.2 創(chuàng)建藍圖類 164
9.3.3 使用藍圖編輯器 164
9.3.4 添加鍵盤輸入事件 165
9.3.5 添加場景動畫節(jié)點 165
9.3.6 連接節(jié)點 165
9.3.7 配置場景動畫節(jié)點 165
9.3.8 設(shè)置鍵盤輸入事件 166
9.3.9 觸發(fā)場景動畫 166
9.3.10 測試場景動畫 166
9.4 自然場景動態(tài)轉(zhuǎn)換 167
9.4.1 時間轉(zhuǎn)換 167
9.4.2 天氣轉(zhuǎn)換 172
9.5 場景氛圍感構(gòu)建 174
9.5.1 后處理材質(zhì)與后處理體積 174
9.5.2 體積霧 175
9.5.3 體積云 178
第10章 虛實場景融合
10.1 常用系統(tǒng)簡介 181
10.1.1 disguise 181
10.1.2 Zero Density 182
10.1.3 Aximmetry 184
10.1.4 UE Composure插件 185
10.2 傳統(tǒng)綠幕式場景融合方案 185
10.2.1 實時綠幕摳像合成 185
10.2.2 非實時綠幕摳像合成 189
10.3 LED拍攝方式場景融合方案 194
10.3.1 硬件 195
10.3.2 攝像機追蹤 197
10.3.3 Live Link 197
10.3.4 攝像機校準 200
10.3.5 鏡頭內(nèi)視效的時間碼和同步鎖定 200
10.3.6 實時合成 201
10.3.7 顏色校正 202
10.3.8 OpenColorIO 203
10.3.9 光影匹配 204
10.3.10 舞臺監(jiān)視器 205
10.3.11 物體場景設(shè)計 205
10.4 場景擴展補充 206
第11章 數(shù)字人與虛擬制片的綜合
11.1 數(shù)字人創(chuàng)建 207
11.1.1 傳統(tǒng)創(chuàng)建流程 207
11.1.2 高精度點云掃描 211
11.1.3 MetaHuman 212
11.1.4 MetaHuman及其輔助制作工具 214
11.2 數(shù)字人綁定 215
11.3 動作捕捉技術(shù) 218
11.3.1 光學捕捉 218
11.3.2 慣性捕捉 219
11.3.3 機械式動作捕捉 219
11.4 視覺動作捕捉技術(shù)與數(shù)字人運動數(shù)據(jù)驅(qū)動 220
11.4.1 動捕設(shè)備數(shù)據(jù)獲取 220
11.4.2 虛幻引擎與動捕設(shè)備的配置 224
第12章 數(shù)字資產(chǎn)管理與同步
12.1 數(shù)字資產(chǎn)版本管理、同步與協(xié)同 233
12.1.1 數(shù)字資產(chǎn)元數(shù)據(jù)管理 233
12.1.2 UE中的元數(shù)據(jù) 238
12.1.3 UE中利用元數(shù)據(jù)同步多元資產(chǎn) 240
12.2 UE中數(shù)字資產(chǎn)與Live Link metadata延伸 242
12.3 UE中的虛擬資產(chǎn) 243
第13章 虛擬制片的未來應(yīng)用場景
13.1 影視與廣告制作 244
13.1.1 更加真實的虛擬角色 244
13.1.2 更加自然的角色互動 245
13.1.3 更加真實的虛擬環(huán)境渲染 245
13.2 演唱會與直播 246
13.2.1 創(chuàng)新舞臺設(shè)計，打造震撼的藝術(shù)體驗 246
13.2.2 拓展舞臺空間，打造超越時空的視覺效果 247
13.2.3 創(chuàng)作數(shù)字替身，延長藝術(shù)家的演出生命 248
13.2.4 提升視效體驗，賦予網(wǎng)絡(luò)直播更多可能 248
13.3 電子游戲 249
13.3.1 提供更復雜且逼真的游戲環(huán)境 249
13.3.2 提升真人影像互動游戲的制作效率 250
13.3.3 打造逼真的線下游戲空間體驗 251
13.4 文化教育 252
13.4.1 實現(xiàn)難以觸及的教學內(nèi)容可視化與可操作化 252
13.4.2 推動個性化教學 253
13.4.3 實現(xiàn)跨地域、異步的網(wǎng)絡(luò)教學 253
13.5 文化旅游 254
13.5.1 在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中重現(xiàn)歷史遺跡和場景 254
13.5.2 借助增強現(xiàn)實技術(shù)增強游覽體驗 254
13.5.3 借助實時渲染技術(shù)打造沉浸式文旅空間 255
13.5.4 利用LED屏技術(shù)拓展古建筑與歷史場景 255
13.6 商業(yè)展示 256
13.6.1 現(xiàn)場呈現(xiàn)互動體驗 256
13.6.2 虛擬服務(wù)與社交 257
13.7 訓練與模擬 257
13.7.1 消防演習、飛行訓練和軍事模擬等危險場景的演習與應(yīng)急處理訓練 258
13.7.2 醫(yī)療領(lǐng)域中的醫(yī)學教學、醫(yī)學診斷和手術(shù)模擬等應(yīng)用 258
后記