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虛幻引擎實踐篇 虛擬制片 版權信息
- ISBN：9787302662457
- 條形碼：9787302662457 ; 978-7-302-66245-7
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
虛幻引擎實踐篇 虛擬制片 本書特色
從虛擬制片的基本概念到具體的技術實現，再到 高級技術的應用，本書旨在為讀者提供一個清晰的學習路徑
虛幻引擎實踐篇 虛擬制片 內容簡介
本書對全制作流程進行了全面梳理和講解，是一本詳細介紹虛擬制片全流程的參考 書籍。
虛擬制片在進行后期前置的同時涵蓋了從前期策劃到成片的整體流程。全書對虛擬制片 展開了全面概述，包括類型特征、發展歷程及全流程應用實施等。結合當前*前沿的虛擬 制片制作全流程，分別從實時圖形渲染引擎系統、LED 顯示屏顯示系統、攝影機跟蹤系統、 虛實場景的匹配系統和燈光系統這五大系統對虛擬制片整個實現流程進行講解，能夠為虛擬 拍攝、XR 拍攝、虛擬演播系統提供重要依據。同時還引入數字人與虛擬制片的綜合應用介 紹與數字資產管理與同步規范，并展望虛擬制片未來的應用場景。
全書由具有豐富教學與實戰經驗的院校教師共同編寫，得到國內外多家院校和企業的支 持。本書以師生實踐項目為實境案例，依托院校教學，結合業界一線實戰經驗，具有較強的 實踐指導意義，助力我國虛擬制作相關人才的培養。
本書可作為院校虛擬制作相關專業的教學用書，也可作為影視類專業從業者、在研虛擬 制片的研究者以及正在學習并期望從事虛擬制片相關業界人員的參考用書。
虛幻引擎實踐篇 虛擬制片 目錄
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 商業價值 4
1.2 虛擬制片相關技術組成 7
1.2.1 三維制作技術 7
1.2.2 實時渲染技術 10
1.2.3 虛擬攝影技術 11
1.2.4 動作和面部捕捉技術 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 優化制片流程，增效團隊協作 18
1.3.3 *大程度節約成本 20
第2章 虛擬制片發展歷程
2.1 電子布景概念的提出 22
2.2 動態預演的出現 22
2.3 IBC展覽會上虛擬演播室技術首次亮相 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 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部分虛擬制片技術入門之虛擬制片五大系統
第4章 實時圖形渲染引擎系統
4.1 實時渲染引擎系統介紹 44
4.1.1 實時圖形渲染引擎的發展與特點 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 傳統渲染引擎系統介紹 50
4.2.1 傳統渲染引擎的定義和工作方式 50
4.2.2 主流傳統渲染引擎介紹 51
4.3 實時圖形渲染引擎聯合DCC開發流程與指標 54
4.3.1 原始資產開發 54
4.3.2 UE5利用外部資產搭建場景 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 64
4.4.1 Sequencer 64
4.4.2 FBX導入并調整模型動畫 64
4.4.3 FBX導入并調整攝影機動畫 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 68
4.6.1 分層材質 68
4.6.2 繪制材質 69
4.7 實時圖形渲染引擎中的流體解決方案 69
4.8 數字資產場景搭建案例實操 73
4.8.1 新建地圖和地形 73
4.8.2 基本天氣系統配置 74
4.8.3 引入資產 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
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 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 100
5.2.7 發光陣列 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 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
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 使用專業攝影機系統結合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 攝影機參數數據與UE聯動 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
7.1 虛擬場景的測量標準（測量單位、測量方法） 129
7.1.1 統一模型尺寸標準 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 道具資產掃描 140
7.4.1 利用LiDAR或攝影測量建模創建掃描虛擬場景 140
7.4.2 利用在線數字資產庫創建虛擬場景 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
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 傳統影視燈具 148
8.2.4 電腦燈 149
8.3 數字燈光系統介紹 149
8.3.1 DMX調光控制系統 150
8.3.2 網絡控制系統 150
8.3.3 藍牙控制系統 150
8.4 虛擬現實燈光連接流程 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 虛擬現實燈光案例分析 155
第3部分虛擬制片技術進階
第9章 動態場景觸發
9.1 燈光預設 160
9.2 可控式動態天氣 162
9.3 觸發式場景動態 163
9.3.1 構建場景動畫 164
9.3.2 創建藍圖類 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 添加場景動畫節點 165
9.3.6 連接節點 165
9.3.7 配置場景動畫節點 165
9.3.8 設置鍵盤輸入事件 166
9.3.9 觸發場景動畫 166
9.3.10 測試場景動畫 166
9.4 自然場景動態轉換 167
9.4.1 時間轉換 167
9.4.2 天氣轉換 172
9.5 場景氛圍感構建 174
9.5.1 后處理材質與后處理體積 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 舞臺監視器 205
10.3.11 物體場景設計 205
10.4 場景擴展補充 206
第11章 數字人與虛擬制片的綜合
11.1 數字人創建 207
11.1.1 傳統創建流程 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 數字人綁定 215
11.3 動作捕捉技術 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 視覺動作捕捉技術與數字人運動數據驅動 220
11.4.1 動捕設備數據獲取 220
11.4.2 虛幻引擎與動捕設備的配置 224
第12章 數字資產管理與同步
12.1 數字資產版本管理、同步與協同 233
12.1.1 數字資產元數據管理 233
12.1.2 UE中的元數據 238
12.1.3 UE中利用元數據同步多元資產 240
12.2 UE中數字資產與Live Link metadata延伸 242
12.3 UE中的虛擬資產 243
第13章 虛擬制片的未來應用場景
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 更加真實的虛擬環境渲染 245
13.2 演唱會與直播 246
13.2.1 創新舞臺設計，打造震撼的藝術體驗 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 創作數字替身，延長藝術家的演出生命 248
13.2.4 提升視效體驗，賦予網絡直播更多可能 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 實現難以觸及的教學內容可視化與可操作化 252
13.4.2 推動個性化教學 253
13.4.3 實現跨地域、異步的網絡教學 253
13.5 文化旅游 254
13.5.1 在虛擬現實環境中重現歷史遺跡和場景 254
13.5.2 借助增強現實技術增強游覽體驗 254
13.5.3 借助實時渲染技術打造沉浸式文旅空間 255
13.5.4 利用LED屏技術拓展古建筑與歷史場景 255
13.6 商業展示 256
13.6.1 現場呈現互動體驗 256
13.6.2 虛擬服務與社交 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急處理訓練 258
13.7.2 醫療領域中的醫學教學、醫學診斷和手術模擬等應用 258
后記
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 商業價值 4
1.2 虛擬制片相關技術組成 7
1.2.1 三維制作技術 7
1.2.2 實時渲染技術 10
1.2.3 虛擬攝影技術 11
1.2.4 動作和面部捕捉技術 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 優化制片流程，增效團隊協作 18
1.3.3 *大程度節約成本 20
第2章 虛擬制片發展歷程
2.1 電子布景概念的提出 22
2.2 動態預演的出現 22
2.3 IBC展覽會上虛擬演播室技術首次亮相 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 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部分虛擬制片技術入門之虛擬制片五大系統
第4章 實時圖形渲染引擎系統
4.1 實時渲染引擎系統介紹 44
4.1.1 實時圖形渲染引擎的發展與特點 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 傳統渲染引擎系統介紹 50
4.2.1 傳統渲染引擎的定義和工作方式 50
4.2.2 主流傳統渲染引擎介紹 51
4.3 實時圖形渲染引擎聯合DCC開發流程與指標 54
4.3.1 原始資產開發 54
4.3.2 UE5利用外部資產搭建場景 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 64
4.4.1 Sequencer 64
4.4.2 FBX導入并調整模型動畫 64
4.4.3 FBX導入并調整攝影機動畫 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 68
4.6.1 分層材質 68
4.6.2 繪制材質 69
4.7 實時圖形渲染引擎中的流體解決方案 69
4.8 數字資產場景搭建案例實操 73
4.8.1 新建地圖和地形 73
4.8.2 基本天氣系統配置 74
4.8.3 引入資產 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
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 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 100
5.2.7 發光陣列 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 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
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 使用專業攝影機系統結合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 攝影機參數數據與UE聯動 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
7.1 虛擬場景的測量標準（測量單位、測量方法） 129
7.1.1 統一模型尺寸標準 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 道具資產掃描 140
7.4.1 利用LiDAR或攝影測量建模創建掃描虛擬場景 140
7.4.2 利用在線數字資產庫創建虛擬場景 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
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 傳統影視燈具 148
8.2.4 電腦燈 149
8.3 數字燈光系統介紹 149
8.3.1 DMX調光控制系統 150
8.3.2 網絡控制系統 150
8.3.3 藍牙控制系統 150
8.4 虛擬現實燈光連接流程 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 虛擬現實燈光案例分析 155
第3部分虛擬制片技術進階
第9章 動態場景觸發
9.1 燈光預設 160
9.2 可控式動態天氣 162
9.3 觸發式場景動態 163
9.3.1 構建場景動畫 164
9.3.2 創建藍圖類 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 添加場景動畫節點 165
9.3.6 連接節點 165
9.3.7 配置場景動畫節點 165
9.3.8 設置鍵盤輸入事件 166
9.3.9 觸發場景動畫 166
9.3.10 測試場景動畫 166
9.4 自然場景動態轉換 167
9.4.1 時間轉換 167
9.4.2 天氣轉換 172
9.5 場景氛圍感構建 174
9.5.1 后處理材質與后處理體積 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 舞臺監視器 205
10.3.11 物體場景設計 205
10.4 場景擴展補充 206
第11章 數字人與虛擬制片的綜合
11.1 數字人創建 207
11.1.1 傳統創建流程 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 數字人綁定 215
11.3 動作捕捉技術 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 視覺動作捕捉技術與數字人運動數據驅動 220
11.4.1 動捕設備數據獲取 220
11.4.2 虛幻引擎與動捕設備的配置 224
第12章 數字資產管理與同步
12.1 數字資產版本管理、同步與協同 233
12.1.1 數字資產元數據管理 233
12.1.2 UE中的元數據 238
12.1.3 UE中利用元數據同步多元資產 240
12.2 UE中數字資產與Live Link metadata延伸 242
12.3 UE中的虛擬資產 243
第13章 虛擬制片的未來應用場景
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 更加真實的虛擬環境渲染 245
13.2 演唱會與直播 246
13.2.1 創新舞臺設計，打造震撼的藝術體驗 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 創作數字替身，延長藝術家的演出生命 248
13.2.4 提升視效體驗，賦予網絡直播更多可能 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 實現難以觸及的教學內容可視化與可操作化 252
13.4.2 推動個性化教學 253
13.4.3 實現跨地域、異步的網絡教學 253
13.5 文化旅游 254
13.5.1 在虛擬現實環境中重現歷史遺跡和場景 254
13.5.2 借助增強現實技術增強游覽體驗 254
13.5.3 借助實時渲染技術打造沉浸式文旅空間 255
13.5.4 利用LED屏技術拓展古建筑與歷史場景 255
13.6 商業展示 256
13.6.1 現場呈現互動體驗 256
13.6.2 虛擬服務與社交 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急處理訓練 258
13.7.2 醫療領域中的醫學教學、醫學診斷和手術模擬等應用 258
后記
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虛幻引擎實踐篇 虛擬制片 作者簡介
宋雷雨 中國傳媒大學動畫與數字藝術學院副教授、全國高等院校計算機基礎教育研究會委員。從事數字人、虛擬偶像、虛擬制片、虛擬現實方面的研究工作，在數字影視特效等方面具有豐富的工作經驗，主創作品獲得飛天獎、金鷹獎、“五個一”工程獎等獎項。
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