键控技术在教学视频资源建设中的应用

键控技术在教学视频资源建设中的应用

四川广播电视大学　刘迪昱

【摘　要】　教学视频资源建设中，利用键控技术能够满足视频合成的多种特殊要求并能降低成本。通过分析键控技术在视频资源创作中的应用，并结合教学视频建设实践中的问题，探索出教学视频资源建设中使用键控技术进行视频抠像及合成的一套方法。键控技术的应用有助于远程教学中视频资源的建设。

【关键词】　键控技术；教学视频；资源建设

一、前言

近几年来，随着计算机技术的发展，全球正经历着数字化的变革，计算机技术也逐渐进入了影视创作与制作领域。计算机逐步取代了许多原有的价格极端昂贵的专业的影视设备，影视制作与计算机技术结合到了一起，它的出现为影视制作人员开辟了新的创作领域，并提供了强大的制作手段。

在教育领域中，教学资源建设是一个很重要的目标，视频教学资源主要由教育机构自身制作和录制，环境、布景和场地的经费投入相对有限，而键控技术正好满足了这种需求，其有效利用现有演播室资源、降低搭建布景成本、丰富表现形式手段、使制作者拥有更大的想象空间和创作空间等优点。

二、键控技术应用在教学视频资源中的作用

在视频教学资源中，计算机技术与实拍视频合成有多种不同的手法。最常见的是键控技术，又称抠像。“抠像”一词是从早期电视制作中得来的，英文称为“key”，意思是吸取画面中的某一种颜色作为透明色，将它从画面中抠去，从而使背景透出来形成多层画面的叠加。这样在室内拍摄的人物经抠像后与各种景物叠加在一起，形成神奇的艺术效果。如：普通人能够行走在太空中，能够在海洋中傲游，能够在火中穿梭，鱼在陆地上行走；真人明星与动画明星同台献艺、创造另一个“自己”。这些神奇的景象在现实生活中不可能实现，但依靠键控技术就能够将一些无法或不能同时拍到一起的影像元素最终合进镜头画面中。键控技术在某种程度上成就了梦工厂的辉煌。

为了达成此目的，教师只需要在搭建为蓝背景或绿前景里的演播室讲授，为了确保拍摄素材达到最好的色彩还原度，最好使用标准的纯蓝色（PANTONE2635）或纯绿色（PANTON354），然后再利用键控技术将这些蓝色抠除掉，再与需要的背景叠加到一起，形成所需要的最终画面。

（1）利用键控像技术更换教学视频背景，降低制作成本。在制作教学视频资源时，有可能同时制作多门课程。由于演播室的场景必须要与教学视频资源的内容相符合，制作每门课程所需的演播室场景理应不同，理论上每门课程都要有一个演播室，但是我们只需要布置一个四周为蓝布或绿布的演播室就行了，利用键控技术更换各种利用计算机制作的背景。

（2）把现场拍摄移至演播室拍摄，同期录音，减少了后期制作配音对口型的麻烦。例如,在录制《英语》、《日语》等语言类方面的课程中，包括卧室、书房、教堂前、医院、厨房、公园等很多场景，如果都在现场拍摄的话，后期配音工作量大而且麻烦。我们利用键控技术就避开了这一难题。

（3）把外景及异国他乡的景物移至演播室,可以获得我们无法去现场拍摄的场景。例如，当教师讲授《旅游文化》时介绍“纽约”、“巴黎”等国外风土人情时，我们只需要在演播室的录制声音，利用键控技术来更换所讲授到的风土人情的图片或视频。

（4）课程内容的表现更形象，生动。如表现宏观天体与微观世界、抽象的科学技术原理。这些视频教学资源可以巧妙地运用动画，在表现力上增添可视性和趣味性，吸引学生的注意力，进而生动地展现在学生面前。学生通过视觉、听觉等多元感官，不仅可以形象、生动地看见和听见各种知识，而且可以想象凭眼睛无法看到、凭观察难于理解的自然和社会现象。最后只需利用键控技术将二维或三维动画与实拍画面融合在一起就可以了。

（5）在操作性很强的实践课程更具有优势。如机械操作类、农业种植类、美术类、计算机类、电子类等课程，它能够直观、形象，能很快地传递实验信息。特别是通过运用特写、大特写、显微摄像等方式，学生在亲自动手实验之前能很好地接受到实验的信息。对一些相对简单的实验，只要准备充分，拍制一段实验过程比用计算机制作相同内容的课件要省时得多。最后只需要利用键控技术将视频背景更换就行了。

三、键控技术在教学视频资源的应用实践After Effects CS4当中最常用的键控工具主要有：

（1）Color Difference Key 是将前景根据所选的抠像底色分成A、B两层，这两部分叠加后生成A lpha层，通过使用吸管工具选择A、B两层的黑色(透明)与白色（不透明），完成最终的抠像效果，这种抠像方式可以较好地还原均匀蓝底或绿底上的烟雾、玻璃等半透明物体。

（2）Color Key可以抠除与抠像底色相近的颜色，在Color Key中只可以选择一种颜色进行抠除。对于非常简单的抠像可以用它。

（3）Color Range可以按照RGB、Lab或YUV的方式对一定范围内的颜色进行选择，这种抠像效果常用于蓝底或绿底颜色不均匀时的抠像。

（4）Difference Matte是一种从两个相同背景的图层中将前景抠出的方法，这种抠像方式要求背景最好是图片，前景是用三脚架在同一位置稳定拍摄的镜头，使用价值不是很大。

（5）Extract可以根据亮度范围来进行抠像，这种抠像方式主要用于白底或黑底情况下的抠像，同时还可以用于消除镜头中的阴影。

（6）Inner/Outer Key 抠像效果需要先在前景中大致定义包含需要保留的物体的闭合路径和需要抠除部分的路径，这些路径的模式都要设为None、Inner/Outer Key，可以根据这些路径自动对前景进行抠像处理。

（7）Linear color Key是一种针对颜色的抠像处理方式。

（8）Luma Key是一种根据亮度进行抠像的工具，它通常用来带晕光的物体进行抠像。

（9）Keylight是一个屡获殊荣并经过产品验证的蓝绿屏幕抠像插件。Keylight易于使用，并且非常擅长处理反射、半透明区域和头发。由于抑制颜色溢出是内置的，因此，抠像结果看起来更加像照片，而不是合成。下面以案例重点介绍此插件：

1）对一个蓝色视频的背景抠像（素材来源于Adobe A fter Effects高手之路，李涛编著，人民邮电出版社），如图1所示。

图　1

2）对此视频应用于effects>Keying>Keylight，如图2所示。

图　2

3）在Screen Clour栏中选择滴管工具，在Comp窗口的蓝色部分单击，吸取减去颜色。

4）在View下拉列表中选择Combined Matte，以蒙版方式显示图像，观察蒙版可以发现，白色表示不透明区域，黑色表示透明的区域，灰色是半透明区域，如图3所示。

图　3

5）调整参数Screen Gain，该参数控制抠像时有多少颜色被移除产生蒙版和Screen Balance，该参数控制色调的均衡。

6）展开Screen Matte，调节Clip Black（控制图像的透明区域）参数和Clip White（控制图像的不透明区域）参数。

7）调整 Screen Pre-blur（控制抠像的边缘产生柔化的效果）参数和Screen Softness（控制抠像的边缘产生柔化的效果）。

8）使用钢笔工具建立垃圾遮罩，如图4所示。

图　4

9）最终效果如图5所示。

图　5

四、不同情况视频的键控方法

抠像的方法和工具有很多，根据不同情况的视频素材作一个简单总结：

（1）素材的背景色相对单一，主要以蓝色或绿色背景为主，同时具有相对平稳的亮度建立一个如橙色固态层为参考背景，对素材使用某一个色键如颜色差值键、颜色键等，通过参数设置被抠像对象的键控方位，如果有键控时残留色彩，可使用溢出控制器消除，使用遮罩堵塞工具effects>Matte>Simple Choker对蒙版进行收缩或扩展，使用色彩平衡工具调节颜色，最后根据素材，使用钢笔工具建立垃圾遮罩。

（2）素材的背景色相对复杂，除主色调蓝色或绿色背景外还包含多种色彩，同时又没有相对平稳的亮度背景，首先选择颜色范围键控工具，结合溢出控制器和钢笔工具建立垃圾遮罩。

（3）在亮度偏暗或黑色的区域，Extract抽取键控根据指定的一个亮度范围来产生透明，亮度范围的选择基于通道的直方图，抽取键控适用于以白色或黑色为背景拍摄的素材，或者前、后背景亮度差异比较大的情况，也可消除阴影,首先使用抽取键控，调节它的阈值，再细微调节容差和边缘羽化，基本上可以扣去绝大部分的黑色或偏暗区域完成抠像。

（4）多细节要求高，如剔除背景留下人物同时保留发丝细节，这种情况该Inner/outer Key工具上场了，首先使用钢笔工具绘制一个头发外轮廓的mask1，再用钢笔工具绘制一个头发内轮廓mask2，为素材添加Inner/outer Key键控，将maskl分配给Background，用于定义图像中键出像素的范围，mask2分配给Foreground，用于定义图像中保留像素的范围。系统根据内外mask路径进行比较像素差异，完成键出人物，如果图像更加复杂，可以绘制多个mask并在Additiona1 Foreground和Additiona1 Background 中进行添加，同时可调整Edge和Threshold的参数可分别控制键出区域边界的羽化度和键出边缘的阈值，最后结合溢出控制器。

五、结束语

键控技术是一个很复杂的技术工程，利用键控技术制作的课程视频结果的好坏不仅依赖于对键控工具的选取，必须根据最终所要实现的效果特点选择有针对性地键控方式，然后合理安排键控流程中的每一个环节，甚至包括素材的拍摄获取及最终的颜色控制，这样才能得到效果最佳的视频课程资源。键控技术是制作视频课程资源中至关重要的特技手段之一。随着远程教育对视频课程需求越来越大，使得键控技术的作用越来越突出，键控技术将在视频课程资源建设中发挥更大的作用。

参考文献

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