影视特效镜头跟踪技术精粹

目　录

第1章　运动匹配概论　1

1.1　什么是运动匹配　1

1.2　一次典型的运动匹配　3

1.3　运动匹配的工作体系　5

1.4　运动匹配在视效生产线上的定位　11

第2章　匹配静止的镜头　12

2.1　教程：静帧透视匹配　12

2.1.1　收集场景数据　13

2.1.2　设置摄像机　15

2.1.3　添加环境几何体　17

2.1.4　创建摄影机系统　19

2.2　教程：使用摄影机贴图模拟镜头运动　25

第3章　运动匹配程序　32

3.1　运动匹配程序简介　32

3.2　运动匹配程序原理——照相测量法　40

3.2.1　解算　40

3.2.2　光学摄影术　41

3.2.3　投影　42

3.2.4　建立摄影机　44

3.2.5　视差 　48

3.3　运动匹配程序的使用　50

3.4　教程：boujou的基本用法　51

第4章　2D跟踪(2D Tracking)　60

4.1　2D跟踪的过程　60

4.1.1　解剖一次2D跟踪　61

4.1.2　跟踪点的放置要点　62

4.1.3　获取有效的跟踪　64

4.1.4　镜头画面对2D跟踪的影响　67

4.1.5　镜头的预处理　74

4.2　教程：2D跟踪　74

4.2.1　评估镜头　75

4.2.2　在boujou中放置跟踪点　77

4.2.3　选择合适的跟踪点　79

4.2.4　添加其他的跟踪点　79

第5章　3D解算　81

5.1　怎样才是一个“好”的解算？　81

5.2　解算摄影机　82

5.2.1　选择合适的设置　83

5.2.2　教程：解算摄影机　84

5.3　评估解算　86

5.3.1　评估3D参考点　86

5.3.2　评估3D空间　87

5.3.3 渲染运动匹配结果　88

5.4　摄影机运动与3D解算　89

5.5　教程：设置坐标系统并输出场景　92

第6章　自动跟踪　99

6.1　自动跟踪简介　99

6.2　编辑自动跟踪　100

6.3　使用遮罩(Mask)　103

6.4　自动跟踪的优势　104

6.5　教程：使用boujou进行自动跟踪　105

第7章　环境匹配设置　113

7.1　放置摄影机　113

7.2　检查运动匹配　114

7.2.1　引入代理物体　114

7.2.2　棋盘格纹理检查　115

7.3　匹配环境　116

7.4　教程：设置环境匹配　119

7.4.1　添加测试几何体　121

7.4.2　给物体添加纹理贴图并匹配测试　125

7.4.3　在环境中放置匹配过的数据　127

7.5　更改坐标系统　130

7.6　提交场景　131

第8章　摄影机　133

8.1　胶片摄影机的工作原理　133

8.2　镜头　134

8.2.1　焦距　135

8.2.2　焦点　137

8.2.3　节点性　137

8.3　胶片背板(film back)和CCD　138

8.3.1　胶片背板和焦距　138

8.3.2　数字摄影机　139

8.3.3　使用摄影机信息　141

8.4　视频格式　142

8.5　镜头畸变　145

8.6　视频的数字化　149

8.7　小结：影响运动匹配的视频元素　150

第9章　拍摄现场的控制　152

9.1　获取场景的信息　152

9.2　获取摄影机信息　154

9.2.1　拍摄之前　154

9.2.2　拍摄过程中　156

9.2.3　拍摄之后　158

9.3　布景中的标记　158

9.4　在现场时与他人的合作　160

9.5　建立一套运动匹配的装备　163

第10章　疑难镜头的处理和高级技术　166

10.1　如何有效应对疑难镜头　166

10.2　疑难镜头的检查　167

10.2.1　检查摄影机的运动　167

10.2.2　检查场景的位置和匹配　169

10.2.3　审视2D跟踪　169

10.2.4　检查素材的问题　170

10.3　问题诊断　171

10.3.1　参考点异常分布的问题　171

10.3.2　摄影机路径异常的问题　172

10.3.3　场景缓慢偏移的问题　174

10.3.4　运动模糊导致的问题　174

10.4　高级工具和跟踪技巧　174

10.4.1　高级2D跟踪工具　175

10.4.2　使用约束　177

10.4.3　使用参考照片　178

10.4.4　强制解算　179

10.4.5　模拟焦距　180

10.4.6　使用测量数据　181

第11章　运动匹配解算实例　183

11.1　实例1：混合变焦镜头的处理(1)　183

11.2　实例2：混合变焦镜头的处理(2)　189

11.3　实例3：变焦摇镜头的处理　196

11.4　实例4：广角畸变镜头的处理　203

11.5　实例5：遮罩的合理使用　214

第12章　革新的PFTrack 2011　221

12.1　项目管理与节点化流程　221

12.2　2D跟踪的信息增强处理　224

12.3　重要的工具——焦距测量节点　226

第13章　立体跟踪　230

13.1　立体电影与立体跟踪　230

13.2　教程：立体跟踪的基本流程　232

13.3　教程：立体跟踪的数据优化　237

第14章　匹配运动物体　240

14.1　基本技术　240

14.2　调整模型并应对不良的数据　244

14.3　教程：匹配演员的动作　245

14.3.1　设置摄影机　246

14.3.2　放置演员模型并设置初始姿态　252

14.3.3　分析演员身体运动　255

14.3.4　初次匹配　258

14.3.5　二次匹配及细节调整　262

14.4　使用运动匹配程序进行物体跟踪　264

14.5　教程：跟踪运动镜头中的运动物体　267

第15章　从运动匹配中建模和基于图像的建模　272

15.1　从运动匹配中建模　272

15.2　教程：使用运动匹配数据建模　274

15.2.1　制作建筑　275

15.2.2　制作剩余的建筑　278

15.2.3　构建街道　281

15.3　基于图像的建模　285

第16章　运动匹配数据的其他用途　291

16.1　创建特殊的摄影机　291

16.1.1　扩展和增强摄影机的运动　291

16.1.2　混合匹配的摄影机　295

16.1.3　在Maya中混合摄影机　296

16.1.4　物体运动与摄影机运动的转换　301

16.2　运动匹配与背景绘制和修复　302

16.3　运动匹配与合成师的配合　305

16.4　使用运动匹配数据确定光源　308

词汇表　310

第1版后记　314

·国内第一本、也是目前唯一一本全方位介绍镜头跟踪体系的教程，由国内一线视效公司的资深运动匹配师撰写。在第2版中，作者首次引入了节点式跟踪软件的讲解和对立体镜头的跟踪处理，并去掉了Matchmover软件的相关内容，用PFTrack来代替，同时将boujou4的案例更新到boujou5。·案例丰富实用。附带一张DVD9光盘，内容包括boujou和PFTrack的软件参数讲解和基本操作视频教程，书中所有案例的场景源文件、镜头素材以及项目工程文件，此外还有高清级别的现实案例镜头及特别提供的精彩视效demo以供鉴赏。·权威人士推荐：浙江传媒学院动画学院副院长、时光坐标数字影像总经理 陈奕；AboutNuke创始人，《水晶石技法Nuke 5影视后期合成》作者 姚德义；利比斯科技（香港）有限公司CEO 梁潮坡联袂推荐。《影视特效镜头跟踪技术精粹(第2版)》是国内第一本全方位介绍镜头跟踪体系的教材，由国内一线视效公司的资深运动匹配师撰写。全书共16章，介绍了影视特效领域中的镜头跟踪流程，以及boujou和PFTrack这两款跟踪软件的使用方法；并详尽剖析了影响镜头跟踪质量的相关因素，提出了对应的解决方案；完整而系统地给出了学习镜头跟踪的方法，填补了国内空白。　　《影视特效镜头跟踪技术精粹(第2版)》附带一张DVD9高清多媒体教学光盘，内容包括boujou和PFTrack的软件参数讲解和基本操作视频教程，书中所有案例的场景源文件、镜头素材以及项目工程文件，此外还有高清级别的现实案例镜头及特别提供的精彩视效demo以供鉴赏。　　《影视特效镜头跟踪技术精粹(第2版)》适合大专院校影视传媒相关专业的师生，广大的CG爱好者，尤其是想进入和正在从事影视特效工作的初中级读者阅读。对于具有运动匹配经验的业内人士，同样具有很高的参考价值。【作者简介】 作者简介李伟，2006年毕业于武汉理工大学工业设计系，2006-2013年就职于杭州时光坐标数字影像有限公司，多年来一直从事影视特效和广告的三维制作，资深影视特效制作人。参与过的项目包括：电影《李米的猜想》、《地下室惊魂》；电视剧《蓬莱八仙》、《追鱼传奇》、《大风歌》、《隋唐英雄》、《凤穿牡丹》、《烟雨斜阳》、《天师钟馗》和《吴越钱王》等。此外，还致力于影视特效的研究，在运动匹配及群组动画方面有着丰富的经验和独到的见解。