视锥

概述

Frustum（源自拉丁语，意为“圆台或棱台”）一词来自3D计算机图形学，用于描述摄像机的金字塔形视锥体。在电影制作中，该术语主要出现在虚拟制作和ICVFX（摄影机内视觉效果）的语境下，即在LED墙（“LED Volume”）前拍摄时。

在LED墙上，渲染引擎（通常是Unreal Engine）生成的数字场景被划分为两个区域：内视锥体（Inner Frustum）和外视锥体（Outer Frustum）。这种区分对于摄像机记录透视正确的图像，同时主体又能与画面内容和谐地被照亮至关重要。

内视锥体与外视锥体

这两个区域各自承担着不同的任务：

• 内视锥体（Inner Frustum）： 对应于拍摄摄像机当前视场（FOV）的LED墙区域。该区域从摄像机视角进行透视正确的渲染，并以最高质量输出（“最终像素”）。它通过摄像机跟踪，与摄像机的移动、摇摄和焦距同步移动。
• 外视锥体（Outer Frustum）： 摄像机视场之外的整个LED墙区域。它以较低的分辨率显示，主要用作光源和反射面（基于图像的照明）。它产生来自场景的环境光，并为主体、服装和光亮表面提供反射。

为了使内视锥体在透视上匹配，引擎中的虚拟摄像机和真实的拍摄摄像机在胶片后（传感器尺寸）和焦距上必须精确匹配。摄像机跟踪将位置和镜头数据实时传输给渲染引擎。

对现场照明的重要性

从照明角度来看，外视锥体尤为重要：由于LED墙本身会发光，它会直接用显示场景的颜色和亮度来照亮主体。这不仅仅依赖于传统的灯光设备，而是利用LED墙作为大面积、柔和且色彩匹配的光源。这样可以自动产生和谐的反射，并在前景和数字背景之间形成一致的光感。

为了使过渡在画面中不显眼，内视锥体在实践中会比实际捕捉到的画面区域稍微宽一些，并在边缘与外视锥体进行柔和过渡（羽化）。此外，缓冲区域可以补偿摄像机移动和实时渲染之间的延迟。