影視特技制作中攝像機(jī)跟蹤反向求解技術(shù)研究

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1、影視特技制作中攝像機(jī)跟蹤反向求解技術(shù)研究影視特技制作中攝像機(jī)跟蹤反向求解技術(shù)研究影視特技制作中攝像機(jī)跟蹤反向求解技術(shù)研究影視特技制作中攝像機(jī)跟蹤反向求解技術(shù)研究影視特技制作中攝像機(jī)跟蹤反向求解技術(shù)研究影視特技制作中攝像機(jī)跟蹤反向求解技術(shù)研究影視特技制作中攝像機(jī)跟蹤反向求解技術(shù)研究EVV冀Vlr一影視技圜浙江傳媒學(xué)院吳昊【摘要】在現(xiàn)代影視創(chuàng)作進(jìn)入數(shù)字化后,合成技術(shù),跟蹤技術(shù)在影視創(chuàng)作中的運(yùn)用越來(lái)越普遍,對(duì)于影視創(chuàng)作者來(lái)說(shuō),畫(huà)面的創(chuàng)作形式靈活性更強(qiáng)了.計(jì)算機(jī)圖像跟蹤技術(shù)可以輔助實(shí)現(xiàn)畫(huà)面局部的修改和扣像,從二維圖像序

2、列中找回三維信息,將現(xiàn)有素材進(jìn)行重新組合,是近幾年計(jì)算機(jī)視覺(jué)特效技術(shù)研究的問(wèn)題之一,它降低畫(huà)面制作的成本,使很多學(xué)生以及更多影視創(chuàng)作的愛(ài)好者有更多的機(jī)會(huì)創(chuàng)作那些帶有抽象,虛擬的畫(huà)面.【關(guān)鍵詞】攝影機(jī)技術(shù)影視創(chuàng)作視覺(jué)特效【DOI】10.3969/j.issn.10()2—6916.2010.12.042一,攝像機(jī)軌跡反求攝影機(jī)技術(shù)反求使用的基本原理:計(jì)算機(jī)通過(guò)所拍攝的畫(huà)面圖像素材中若干個(gè)清晰點(diǎn)的記錄,得到原始景物在三維坐標(biāo)中左右,上下,縱深關(guān)系,進(jìn)而通過(guò)變化的場(chǎng)景空間關(guān)系反求計(jì)算出攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡,以及鏡頭焦距等

3、參數(shù).攝像機(jī)跟蹤反求作用:由于以前的電影創(chuàng)作過(guò)程中所拍攝的素材或者合成場(chǎng)景過(guò)大,過(guò)于復(fù)雜,無(wú)法使用藍(lán)幕或者綠幕,但需要對(duì)影像進(jìn)行處理修飾,分離出所需要的影像.而通過(guò)這種技術(shù)我們可以解決運(yùn)動(dòng)鏡頭中所拍攝素材與計(jì)算機(jī)三維模型之間的匹配問(wèn)題,從而達(dá)到一種新的畫(huà)面形式感.如圖一1中,畫(huà)面1是通過(guò)在綠幕中的固定亮點(diǎn)用跟蹤軟件反求計(jì)算出攝像機(jī)的運(yùn)用軌跡:畫(huà)面2與3是在三維軟件中根據(jù)記錄有效的跟蹤點(diǎn)與攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng),給畫(huà)面中的人物匹配數(shù)字三維場(chǎng)景效果.影調(diào)色彩的畫(huà)面.通常情況下我們對(duì)畫(huà)面中邊緣明確的物體進(jìn)行自動(dòng)跟蹤,否則需要人

4、工調(diào)整跟蹤的軌跡,或者是人為的在藍(lán)綠幕中設(shè)置一些明顯的標(biāo)記點(diǎn).這些標(biāo)記點(diǎn)通常在幕布上貼上一些等距的點(diǎn)或者等分線,標(biāo)記之間通過(guò)測(cè)量保持間距相等,而且也可用不同顏色和英文字母加以區(qū)分,其目的是為了可參照調(diào)整攝影棚里的空間比例大小關(guān)系與三維場(chǎng)景中的比例關(guān)系相一致.當(dāng)前專(zhuān)門(mén)進(jìn)行攝像機(jī)跟蹤反求常用的軟件有3d—Equalizer,boujou,并且在許多合成軟件中也具備一定的跟蹤功能.三,攝影機(jī)技術(shù)反求難點(diǎn)與擬解決方案技術(shù)難點(diǎn):1,相對(duì)昏暗的畫(huà)面,無(wú)清晰點(diǎn)可追尋.2,不可避免過(guò)大抖動(dòng)的畫(huà)面.3,針對(duì)畫(huà)面中依附于人物某些道

5、具的運(yùn)動(dòng)變化的跟蹤.這些情況都會(huì)給拍攝條件帶來(lái)一定的限制.擬解決方案.對(duì)于這些問(wèn)題,我們首先思(圖一1)攝影機(jī)技術(shù)反求所運(yùn)用的條件:1,技術(shù)條件與制作成本的限制,沒(méi)有使用MotionControl將攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡記錄下來(lái).2,拍攝場(chǎng)景比較復(fù)雜,比如,在所航拍整個(gè)城市高樓上增加某個(gè)虛擬的物體,這就不可能用MotJonControl,因?yàn)樗鼘?duì)所拍攝空間有一定的限制,也不可能用真實(shí)模型.這樣的場(chǎng)景合成只能通過(guò)跟蹤,手動(dòng)摳像,攝像機(jī)反求來(lái)完成.二,跟蹤攝像機(jī)軌跡反求的核心是跟蹤技術(shù).跟蹤技術(shù)不僅用于合成,而且適用于需

6、要局部調(diào)整考不管環(huán)境如何都需要在場(chǎng)景中設(shè)置必備的清晰的標(biāo)記點(diǎn).通過(guò)在陰暗的區(qū)域增加熒光燈,這樣既不影響環(huán)境,在畫(huà)面中也有清晰點(diǎn)可尋:大幅度抖動(dòng)畫(huà)面我們可以通過(guò)分類(lèi)多次跟蹤標(biāo)記點(diǎn)的方式進(jìn)行解決:下面我們通過(guò)案例來(lái)分析在第3點(diǎn)條件下的解決方案:圖一2中,給運(yùn)動(dòng)鏡頭中人物增加機(jī)械臂與武器.在此測(cè)試的制作過(guò)程前我們先思考幾點(diǎn):1,人物是運(yùn)動(dòng)的,鏡頭的景別角度也是有變化,通常這給我們畫(huà)面合成匹配帶來(lái)一定的困難;2,如何設(shè)置添加標(biāo)記點(diǎn).(圖一2)首先設(shè)定跟蹤標(biāo)記點(diǎn),攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡可以通過(guò)場(chǎng)景中可清晰的固定點(diǎn)或者自身在某些

7、地點(diǎn)設(shè)定,如圖一3,紅色箭頭指定的是場(chǎng)景中人為地設(shè)置一些明顯的跟蹤標(biāo)記點(diǎn),黃色箭頭指定的是人物的跟蹤點(diǎn),標(biāo)記點(diǎn)的顏色設(shè)置要突出明顯,在此案例中由于人物的著裝是黑色,所以我們?cè)谄湟路显O(shè)定白色的標(biāo)記點(diǎn);對(duì)于地面我們放置幾個(gè)黑色的標(biāo)記點(diǎn).人物身體上標(biāo)記點(diǎn)的位置通常是關(guān)節(jié)位置,可以通過(guò)人物身體部分至少三個(gè)控制點(diǎn)計(jì)算出其身體位置變化,從而定義其身體所增加虛擬部件的空間關(guān)系.如圖一4.(圖一3)(圖一4)針對(duì)人物身上所貼一系列關(guān)節(jié)點(diǎn),同時(shí)進(jìn)行多角度的拍攝,導(dǎo)入到跟蹤軟件中進(jìn)行精確的定位,如圖一5三個(gè)不同視角同時(shí)進(jìn)行人物右

8、肩部位點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路徑的跟蹤計(jì)算,按照這種方式進(jìn)行多點(diǎn),多角度的;隹確定位;如圖一6綠色圓錐點(diǎn)是人物身上運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的路徑捕捉記錄,藍(lán)色圓錐點(diǎn)是對(duì)地面點(diǎn)的路徑捕捉,藍(lán)色圓錐點(diǎn)的路徑記錄能計(jì)算出攝機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡,而綠色圓錐點(diǎn)能計(jì)算其任務(wù)身體的變化.蘑匡匿且嫠贏鬯鬯(圖一5) (圖一6)將這些點(diǎn)的路徑變化導(dǎo)入三維軟件中,與所創(chuàng)建的三維模塊進(jìn)行精確匹配如圖一7,將完成的三維模型素材導(dǎo)入原始素材中進(jìn)行合成與