强大的后期特效合成软件Combustion (上)
内容提要：
Combustion是新进崛起的用于影视后期特效合成的软件，功能非常强大，特别适合制作运用到大量效果的节目片头和广告。本文从七个方面详细分析了该软件的特点，希望能让大家对这一优秀的软件有一个较为全面的了解，共同提高后期特效合成制作的水平。
数字技术的高速发展，带来了电视节目后期效果制作方式的根本性变化，特别是片头、宣传片、广告等对画面质量和效果要求很高而对实时性要求不太高的节目制作，普遍采用了视频特效合成软件来完成二、三维特技合成以及最后的渲染工作。由于整个制作过程完全采用数字处理，保证了很高的图象质量，更由于可以不受硬件处理能力的限制，能够由软件实现各种惊人的效果。所以近几年以软件为主，硬件为辅的后期特效合成系统发展十分迅速，其中尤以基于普通桌面平台的后期特效制作系统扩张势头最为迅猛。究其原因，主要有两点：1.桌面PC平台无论是Windows+Intel系统还是Macintosh+PowerPC系统，甚至还包括Linux系统，它们的硬件性能可谓突飞猛进，CPU的频率高速攀升，如今2GHz以上的CPU都快成为市场主流了，这些桌面系统与传统的高端Unix系统在运算速度上的差距已经明显减小，完全能够胜任以往只有昂贵的Unix系统才能完成的复杂的后期效果处理任务了。相反，PC平台却有Unix平台所不具备的先天优势，那就是价格便宜，维护方便。可以形象地说，桌面PC平台早已不是昔日的吴下阿蒙，现今已经可以称霸一方，叱咤风云了。2.基于桌面PC平台的后期特效合成软件日渐成熟，在一些主要性能上直逼Unix系统，能够很好地完成绝大多数后期特效合成工作，这也造就了基于桌面PC平台的后期特效合成系统市场占有率节节攀升的局面。
目前应用于桌面后期特效合成系统的几个主流软件是Adobe公司的After Effects5.5，Notingreal公司（不久前刚被苹果公司收购，以后将不再生产Windows平台的产品了）的SHAKE2.43，Eyeon公司的Digital Fusion3.1和Discreet公司的Combustion2.0,这四个软件各有千秋，很难说哪个最好，但就影响力而言，After Effects和Combustion无疑是胜者，而后者正是本文的主角。
说到Combustion，自然就要提及After Effects。出品After Effects的Adobe公司在出版印刷行业长期稳坐头把交椅，他的旗舰产品Photoshop不光在出版界，就是在电视制作行业也是傲视群雄，无人能敌，电视节目制作中也常常会用到Photoshop来做复杂的图像处理。Adobe公司结合了Photoshop在图像处理上的优秀算法，很早就推出了用于电影和电视的后期特效合成软件After Effects，强大的功能和低廉的价格使它在桌面PC平台无往不利，几乎成为了桌面PC平台后期特效合成软件事实上的标准，这种情况直到Combustion的横空出世才得以改变。Combustion的前身是两个独立的软件，一个是Effect*，另一个是Paint*,顾名思义，一个是制做效果的，另一个是专用于绘图的。然而这两个软件发展到2.11版后就突然消失了，取而代之的就是把它们结合在一起的Combustion。若简单地把Combustion说成是Effect*和Paint*的结合体，就未免有失偏颇了。其实Combustion有着贵族血统，它继承并且移植了Unix平台上顶级后期特效合成软件Flint的诸多优点，甚至继承了Flint的操作界面风格，给人以高端产品的感觉。当然，Combustion确实没有令人失望,它在很多方面已经超越了After Effects，大有后来居上的势头。其实也难怪，Discreet公司本来就有称雄电影、电视后期制作领域从三维动画生成一直到非线性编辑、特效合成整个制作流程的软件市场的野心。Discreet公司被著名的Autodesk公司收购后，成为了专注于数字内容创作软件开发的子公司，主要面向于影视后期制作领域。Autodesk的著名三维动画软件3DS Max顺理成章地成为了Discreet公司旗下的产品，极大地充实了Discreet公司原有的产品线。在高端的基于Unix平台的后期特效合成领域，Discreet公司的Flint,Flame,Inferno，Smoke,Fire等顶级系统拥有无可争议的领导地位，但在低端PC桌面平台的后期特效合成软件方面却无所作为。眼看着After Effects摧城拔寨，Discreet公司自然是坐立不安，这么有前途的市场当然不能轻易放弃，于是就有了Combustion这个全新开发的向After Effects挑战的新武器。经过两代的发展，目前Combustion的最高版本已经到2.01了。 2.0版较1.0版在功能和渲染质量上都有了巨大的飞跃，所以本文也将重点放在2.0版。下面我将讨论Combustion的一些主要特点。
一、强大的硬件加速功能
Combustion2带来了一项革命性的技术，就是首次将OpenGL三维应用程序接口引入了基于桌面PC平台的后期特效合成系统中，显著提高了特效合成中的交互性和渲染的速度。OpenGL是SGI公司开发的通用三维应用程序接口，目的在于为三维应用程序提供一个高性能且低价格的图形应用接口，使软件开发商开发图形应用程序时不必考虑图形卡的生产厂商和型号，只需兼容OpenGL接口就行了，因为不同的图形卡和芯片生产商的产品目前都完全或部分支持OpenGL规范，这就避免了采用专用图形接口所带来的极高的成本。OpenGL和微软公司的Direct 3D都是通用的三维应用程序接口，只不过Direct 3D多用于三维游戏，而OpenGL主要用于高性能的三维图形应用程序。OpenGL虽然名为三维应用程序接口,实际上也能对二维图形应用程序提供加速支持，Discreet公司第一个把OpenGL引入了桌面后期特效合成软件中，确实带来了性能上的飞跃。借助于OpenGL出色的加速性能，Combustion提供了数倍于纯软件运算的处理速度，在基于诸如3D Labs公司的wildcat II 5110、wildcat III 6210这样拥有强大的OpenGL加速性能的显卡的桌面系统中，几乎可以做到实时预览和实时渲染,既便是粒子效果这样复杂的运算过程，也可以在很短的时间内完成。实际使用表明，就算使用基于Nvidia公司的Quadro图形处理芯片的入门级OpenGL加速卡，也能达到很好的效果。由于不支持OpenGL加速，After Effects在渲染速度上的确有些望尘莫及了。
Combustion采用了开放式的可扩展的软件结构，能够把CPU和图形卡等硬件所采用的最新技术迅速应用到软件中，以实现更快的处理速度。就目前而言，Intel奔腾4处理器所采用的MMX，SSE和SSE2多媒体和网络扩展指令以及Motorola Power PC G4处理器采用的Velocity Engine/Altivec速度引擎所带来的性能提升都能体现在Combustion明显加快的渲染速度上。除此之外，Combustion还支持双处理器的多线程处理，在拥有Intel双奔腾4或AMD双Athlon XP处理器的桌面工作站上，Combustion的运算性能又能上一个新台阶。
二、灵活的合成方式
Combustion能够工作在覆盖面很广的多种格式下。从分辨率高达3656×2664的cineon电影格式到普通的分辨率为768×576的PAL制电视格式，Combustion都能完成特效合成。当然也包括720/30p和1080/24p两种高清晰HDTV格式。长宽比也有3：2，4：3，5：4，16：9等多种选择，可以使我们毫不费力地完成同一影片不同格式的同时输出。Combustion能够支持每通道16bit的色彩深度，也就是说能够支持每个文件4个通道共64bit（RGBA）的超高色彩深度，这么高的色彩深度以往只有在Photoshop这样的专业图象处理软件中才看得到，须知After Effects仅仅支持每通道8bit的色彩深度，完全不能与Combustion匹敌了。色彩深度越高，同屏显示的色彩数量越多，画面自然也更加细腻和自然了。
随着技术的发展，后期特效合成已经不再局限于二维环境中了。现在的后期特效合成软件不仅要求能够引入三维动画软件完成的素材，还要求自身也具备一定的三维处理能力。在这两方面Combustion都做的不错。
由于有系出同门的先天优势，Combustion和Discreet公司的王牌三维动画软件3ds max结合得非常好，几乎到了水乳交融的地步。Combustion可以直接调入在3ds max中渲染完成的RPF（Rich Pixel Format）文件，并且保留RPF文件的Z轴扩展通道信息和摄像机位置信息不被破坏。基于精确的Z轴空间信息，Combustion的三维特效滤镜3D Fog（三维雾化）, 3D Depth of Field（三维场景深度）, 3D Lens Flare（三维镜头光斑）,3D Glow（三维发光）能够直接应用于RPF文件中，使3ds max中完成的三维动画得到进一步的效果处理；3D Motion Blur(三维运动模糊)滤镜的运用则能够使3ds max动画的运动更加真实而不显得过于生硬。3D Extract（三维提取）滤镜可以轻易地从渲染后的RPF图像中删除或者屏蔽掉任意的三维物体、材料和层，而其它部分完全不受影响，也不需要重新渲染，既利于操作又不影响速度。我们还可以往RPF文件中添加新的二维元素并且可以通过调整方位和旋转Z轴方向的办法使新增元素能够无缝地融入原有的三维场景中去。更令人称奇的是我们还可以为新添加的二维元素加上真正的三维投影和反射，这些投影和反射是严格依据原有的三维场景的轮廓和表面贴图来计算的，可以达到很高的真实度。Combustion和3ds max的完美融合并不仅限于Combustion可以完美地引入3ds max文件，在3ds max中也能够把Combustion当作内置的图像处理程序来完成材质和纹理的制作。以往制作3ds max的材质和纹理多是由诸如Photoshop这样外部程序完成的，不仅费时，而且没有交互性，只能在Photoshop中做好材质、纹理后在3ds max中渲染一次来确定是否合适，不合适的话返回Photoshop修改，再次渲染，效率十分低下。现在不一样了，在3ds max中能够直接调用Combustion，并且利用Combustion强大的绘图合成工具来完成材质和纹理的制作，制作好的效果动态地反应在3ds max的场景中，随时修改，随时更新。把这两个软件协同配合使用，的确可以达到事半功倍的效果。
如果只能调用三维文件而本身不具备三维场景的处理能力，对于一个功能强大的后期特效合成软件来说是远远不够的。有鉴于此，Combustion提出了三维合成的概念，具体说来，就是Combustion所需用到的所有素材，包括视频，图像，绘图都被当作三维元素来对待，都可以在拥有X,Y,Z三个轴向的空间中做三维运动。此外Combustion还具备了各种三维场景的要素，包括可以选择的多种摄像机属性；Z轴动画的能力；无限的光源数量；不同的光源类型（有泛光灯、远光灯、聚光灯、点光源等多种）；运用光线跟踪技术产生的阴影和反射以及三维物体所必须具备的环境光、漫反射、高亮反光三种表面属性。Combustion具备了三维场景效果合成所需的各种要素，三维合成能力相当强劲。
前面一直在讨论Combustion的三维合成能力，实际上它的二维合成能力也相当的优秀。Combustion支持各种主流图形格式，能够完好地保留Photoshop和Illustrator这两个在位图处理和矢量绘图方面独占鳌头的平面设计软件的分层信息，并且自动使它们在Combustion中成为新层。Combustion还支持调用和输出诸多业内高端软件的专用格式，比如Softimage、ElectricImage、Quantel VPB、Inscriber chunk、SGI、PNG、QuickTime、Video for Windows等。Combustion支持无限多的layer(层)，即便是再复杂的合成也能够应付了。内置的20多种先进的图层间合成算法为优秀的合成作品提供了广阔的创作空间。更妙的是，在Combustion中二维合成随时可以转换为三维合成，而无需完全从头再来。Combustion还能很好地兼容大多数After Effects外挂滤镜，数以百计的滤镜为制作更好的效果提供了丰富的选择。
较为传统的合成软件一般采用时间线（timeline）方式的工作界面，时间线上各种元素以层为单位进行排列，每一层的时间线的长短则决定了这一层元素的持续时间，动画关键帧直接在每一层上设置。这种方式具有调整参数方便，易于理解的优点，但对于复杂的多层合成而言就显得不够直观，层与层之间的关系难以界定。所以在一些高端的后期合成系统中出现了流程图（flowchart）方式的工作界面。Combustion也考虑到了这一点，同时提供了可随时切换的两种工作界面。流程图方式的工作界面被称作图解视图（Schematic view），在图解视图中合成所需的各种素材被以图标的方式放置在桌面上，当前合成需要的处理效果也被放在桌面上，素材和效果间以线段相连，素材经过了怎样的处理一目了然，完全没有了时间线工作界面中那种参数密布，杂乱无章的感觉。更方便的是我们可以为最终的输出设定多格式，多分辨率的版本，我们所需做的，仅仅是在流程图的最终出口多拖几根线，再为每根线设定不同的格式和分辨率就大功告成了，这样只需一次合成就能同时实现多分辨率、多格式的输出，的确达到了很高的效率。这两种工作界面可随时切换，并且能够同步更新，也为合成工作提供了最大的便利。