通过3D渲染和合成创建逼真的虚拟摄影

示例拼贴画,展示使用AdobeDimension 设计的逼真的虚拟照片

看着上面的图片,如果您认为自己看到的一切都是真实的,那也是情有可原的。 随着逼真的3D图像渲染技术的进步,准确判断什么是真实的,什么是虚拟的,这比以往任何时候都更加困难。 在这种情况下,图像融合了真实事物、摄影技术和经过渲染的3D内容 — 而这正是各家公司正在大力投入的一种3D设计类型。

詹姆斯·卡梅隆的《深渊》中的一幕,玛丽·马斯特兰托尼奥伸手触摸CGI深海怪物

这种将3D模型分层或“合成”到图像或视频中的技术并不新奇,实际上,它的起源可以追溯到早年使用视觉特效(VFX)的时代(最早可追溯到上世纪80年代)。 令人感到新奇和高兴的是,这项技术已经成为Adobe Dimension用户的强大工具,也为摄影师们提供了一个新鲜而有趣的工作流程。

在AdobeDimension中创建合成图像背后的技术

在AdobeDimension复合图像中编辑金属球体模型的平面

AdobeDimension允许用户使用Adobe Sensei支持的匹配图像功能,直接在应用程序中将2D和3D元素无缝组合在一起。 以这种方式合成元素的主要好处是,它可以用现实中拍摄的背景图像来替换完全由3D实现的场景,从而加速推进创建逼真图像的过程。

AdobeDimension中的“匹配图像”功能可分析背景图像,并估算拍摄背景图像时,相机的焦距和位置

“匹配图像”功能可以分析背景图像,并估算拍摄背景图像时,相机的焦距和位置。 然后,在Dimension场景中创建一个3D相机,并使用与背景图像相同的透视来渲染3D元素,以便将它们合成在一起。

但相机画面中未能捕捉到的所有东西呢? 图像拍摄的完整环境非常重要,因为它定义了其中所有内容的显示方式。 图像中的对象在反射其周围世界的光线,也包括相机后面的一切。 因此,要使分层的3D元素真正与图像的背景融合在一起,就需要充分反射拍摄该图像时的环境光照。

客厅里一辆轻便摩托车逼真的3D合成图像

“匹配图像”将尝试使拍摄背景图像时的光照环境“幻化”。 尽管这样可以快速生成很棒的效果,确实令人印象深刻,但是如果将拍摄背景图像时的环境也拍摄下来,则会产生更加逼真的效果。 甚至这还是一种训练Adobe Sensei功能的方法,使其能够自己完成这样的操作。

办公空间360度HDR全景图

进入360度HDR全景图像的世界。 为了强化真实世界整个光照环境的光效,这类图像长期以来一直用于3D图形中。 过去拍摄这些照片的过程非常复杂,因为它们的制作需要高水平的知识和专业设备。 随着360度相机的出现,现在比以往任何时候都更有可能创建这些图像。

Ricoh Theta 360度相机的产品图像

Ricoh Theta、Gopro MAX和Insta 360等相机可以拍摄360度全景照片。 Ricoh Theta内置的自动包围曝光功能,是拍摄过程中的一个关键环节。 这减少了拍摄HDR图像所需的时间和精力,使摄影师更容易上手。

创建逼真合成图像的过程

Capture

要开始拍摄环境以进行合成,您需要两个主要元素:高质量的一副或多幅背景图像,以及拍摄背景图像时所处环境的360度HDR全景图。

拍摄此类内容最重要的方面之一,是充分利用摄影师现有的技能和工具。 要创建一张精美的背景图像,需要有构图的视角和对细节的关注。 为了创造出可以将3D元素融合到其中的内容,背景图像还需要一种特殊的思维方式。

选择位置

寻找适合背景和光照的位置。 在构思背景时,想象一个场景的潜在用途可能会有所帮助。 例如,一条空旷的道路可用来摆放一辆3D汽车,而咖啡店里的一张桌子则可用来展示食品的包装

将虚拟照片的4个位置场景与使用3D合成的相同场景进行对比

在拍摄背景图像时,请务必牢记,3D元素将会合成到其中。 应留出空白焦点区域,以便为这些对象留出空间。 3D内容通常是最终合成图像中的主要焦点,因此背景本身不要过于突出,这一点非常重要。

图标指出了虚拟照片背景中的最佳光线方向和焦点

同样重要的还有图像中的光照情况,因为这将对合成后的3D内容产生重大影响。 光线应该从肩部以上或侧面射入镜头中 — 这将会产生最佳的效果,因为将3D对象放入该场景中时,这道光线将充当主光的角色。 当视野中没有焦点元素时,可能很容易朝着光线方向进行拍摄,但请记住,这样会导致拍摄内容始终背光。 向场景中添加一个临时的对象作为“替身”,可能会有助于合成和评估光照效果。

拍摄HDR全景图

相机放置

360度相机放置的位置,应该位于您在拍摄背景时,大多数背景图像所聚焦的区域的中心。 如果背景显示的场景更宽广,理想的做法是用独脚架将相机抬离地面,否则相机可以直接放在地面上。

使用Ricoh Theta捕捉360度全景图像

颜色

前景中带色表的办公空间360度HDR全景图

由于环境图像和背景图像将会同时使用,因此,保持拍摄环境的相机和拍摄背景的相机之间的色彩非常重要。 这里,我们将两台相机的色温都设置为5000k,并使用两台相机拍摄了色表的照片,以便在后期处理中进一步对齐。

包围曝光值

要使用360度相机创造HDR环境,需要拍摄多个EV,然后在后期处理中将其组合到一个HDR图像中。 EV的数量没有固定标准,但通常而言,可以将曝光范围的上限调至阴影中没有更多信息的程度,而将曝光范围的下限调至高光中没有更多信息的程度。

理想情况下,360度相机将具有自动包围功能,使相机可以批量处理各种曝光。 理想的设置是使用最低的ISO值来避免出现噪点,并使用高光圈值来提高清晰度。 然后可以使用快门速度改变曝光值,并通过光圈级数将其分解;可以将曝光减半或加倍。

办公空间360度HDR全景图中的一组包围曝光值

以下是用于在户外拍摄IBL的EV示例:

01 - F 5.6,ISO 80,快门速度1/25000,WB 5000 K

02 - F 5.6,ISO 80,快门速度1/12500,WB 5000 K

03 - F 5.6,ISO 80,快门速度1/6400,WB 5000 K

16 - F 5.6,ISO 80,快门速度1,WB 5000 K

如果使用的360度相机能够输出RAW图像,就可以用2-4个递增级数的光圈对EV进行分割,这是因为它们可以比8位图像(如JPEG)保留更多信息。

Adobe Photoshop中的“合并到HDR Pro”文件选择菜单

对EV进行颜色调整后,即可将它们临时分别导出到单个文件中,然后在Photoshop中进行合并。 文件类型应取决于其来源,但在任何情况下都不要使用像JPEG这样的压缩格式。 在Photoshop中,使用“文件”>“自动”>“合并到HDR Pro…” ,并选择所有导出的EV。

Adobe Photoshop中的“合并到HDR Pro”预览屏幕

Adobe Photoshop中的“合并到HDR Pro”配置设置

确保将“模式”设置为32位。 使用“去除重影”有助于去除EV之间变化的细节,但若无必要,请不要使用这一功能。 直方图下面的滑块只会影响预览曝光度,因此可以忽略不计。 取消选中“在Adobe Camera Raw中完成色调调整”,然后按“确定”。

办公空间360度HDR全景图,最低点可见阴影

结果是可以用于照亮3D场景的HDR图像。

办公空间360度HDR全景图,最低点可见阴影

最后,移除图像最低点处可见的阴影和三脚架腿,并调整图像的默认曝光以正确照亮场景。 可以使用Photoshop中的克隆工具删除细节。 由于HDR IBL的曝光值是3D对象的光照值,因此应在Dimension中结合背景来调整曝光。

拍摄背景

为3D合成图像拍摄的一系列背景照片

拍摄环境后,您现在可以使用自己选择的相机拍摄背景。 图像质量越高,分辨率越高,图像质量越好。 这与摄影师的构图视角一起成为这一过程的主要优势。 上面的图像是用Canon 5D MK IV拍摄的。

说明虚拟照片的背景图像潜在的相机角度的示意图

结合背景设计画面和构图时,有很大的空间。 相机可以使用不同景深的高光圈或低光圈,可以使用长焦距或短焦距,还可以上下倾斜。 主要要求相机对准使用360相机拍摄环境照片的中心点。

拍摄完成后,应对图像进行后期处理,使其尽量接近环境的颜色。 颜色和曝光应尽量保持中性且自然。 在将3D元素合成到Adobe为Dimension的图像中之后,应应用任何风格化的外观。

正在Dimension中组合合成图像

随着这些元素的收集和完成,现在可以在AdobeDimension中将它们组合到场景中。 这非常简单,只需要将背景拖到场景中,而场景又将接着应用到背景中;然后,将HDR全景图添加到环境光图像位置。

将背景图像拖放到画布的空白区域,或者在“场景”面板中选择“环境”,然后将图像添加到“背景”选项中。

可以从AdobeDimension 的“属性”菜单中选择虚拟照片的背景图像

选择“环境光”并将其添加到“图像”输入中,以添加HDR全景图。

可以从AdobeDimension 中的“场景”菜单将环境光源添加到虚拟照片的背景图像中

然后,您可以在背景上使用“匹配图像”来匹配分辨率和长宽比以及相机视角。 由于我们使用拍摄的HDR全景图像来照亮场景,而不是从背景图像生成环境,因此可以取消选中“创建光线”选项。

使用AdobeDimension中的“匹配图像”功能,使用HDR全景中的环境光渲染3D金属球体图像

现在,添加到场景中的对象将合成到背景中并产生逼真的效果,因为它们是由拍摄图像的环境所照亮的。

为了快速评估HDR全景相对于背景的方向和曝光,可以在场景中放置一个金属材质的球体,该球体可从Dimension的免费资源面板中获取。 然后可以定位环境光的旋转,使反射看起来正确。 如果来自HDR全景的光照使球体曝光过度或曝光不足,则应增加或减少HDR全景的曝光以进行补偿。

一张逼真的金属球体的虚拟照片被合成到办公空间的背景图像中

为了快速评估HDR全景相对于背景的方向和曝光,可以在场景中放置一个金属材质的球体,该球体可从Dimension的免费资源面板中获取。 然后可以定位环境光的旋转,使反射看起来正确。 如果来自HDR全景的光照使球体曝光过度或曝光不足,则应增加或减少HDR全景的曝光以进行补偿。

最终结果:一张逼真的合成图像

AdobeDimension 中虚拟产品照片的3D合成和渲染的延时摄影图像

场景制作完成后,最终用户的工作流程就变得简单了。 只需将您自己的模型或任何Adobe Stock 3D内容直接拖放到图像中,就可以像在拍摄照片时一样对其进行渲染了。 这开辟了创作高度逼真的广告内容的新途径,或提供了在许多不同背景下迭代设计的新功能。

3D厨具合成到厨房台面场景的逼真的虚拟照片

最终,现实与3D的融合取得了令人信服的效果,从而帮助最终用户轻而易举地实现目标,创作出极为逼真的图像。 亲自尝试一下我们为演示这个工作流程而创建的一些免费的场景 Dimension 吧。

今天下载Dimension的最新版本并开始构建逼真的图像。

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