开启特效大门的钥匙——跟踪

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一、 概述

镜头跟踪（camera tracking）又称为运动匹配（matchmoving）或摄影机轨迹反求，是将CG元素的运动与实拍素材画面的运动相匹配的过程，它虽没有CG特效那么绚丽，却是一切CG特效成功的基础，没有它，CG元素将无法欺骗观众的眼睛。

我们看这样一个简单的运动匹配案例：

这是拍摄的实景素材，从不同画面可以看出拍摄时摄影机有一定的运动，若要在地面放置一辆静止的汽车：显然汽车在画面上的运动必须和地面运动相同，如果你仅仅将这两样东西简单平凑合成，你会感觉到汽车在地面上乱窜，这显然不符合我们的要求。要解决这一情况一般有两种方法：一是预先制定好摄影机的运动路径，计算机记录下运动路径的数据导入到三维软件中，使三维软件中的摄影机继承现实摄影机的运动方式，从而得到CG车的匹配动画，称为运动控制（motioncontrol）。但这需要专业的设备，如图：这种方式所需的设备价格高昂，体积巨大，对场地要求很高，对成本小的制作并不适用。

另一种就是直接拍摄，运用运动匹配软件反求出摄影机的运动路径以及场景的特征，将数据导入三维软件，完成匹配。这种技术成本低，不受地形限制，但镜头画面的限制很多对不同画面情况需要不同的解决方案。这方法可以说是当今国内最流行的运动匹配方法，它可以满足大部分的CG元素与实拍镜头合成的要求。

二、 运动匹配工作流程

在进行跟踪之前，首先收集数据，分析素材：对于正规的特效制作，在前期拍摄时会派人进行实地的测量，采集摄影机的相关信息，以及现场的环境情况，如摄影机的牌子，型号（这样我们可以网上查到此摄影机的相关参数），镜头畸变情况（这一般会拍摄有方格的板子，作为后期畸变校正的参考），摄影机离地高度，物体离摄影机中心的距离，测量一些参考建筑物的高度，采集现场光照情况（如用采光球采集制作HDR贴图）等。当然对于瞬息变化的拍摄现场不可能测太多的数据，有时还要一些后期人员的工作经验。如常见楼层的高度等。分析素材时考虑的问题越多那么匹配越精确。

常见共性问题有：摄影机是否运动，素材长度，是否畸变，素材格式，画面质量，是否有噪点，是否被压缩过，镜头中将进行什么CG事件，对匹配的精度要求等；

然后运动匹配：整个运动匹配一般分为两大部，一是求出摄影机的运动，二是重建实拍素材中环境的三维特征、匹配环境，以便为接下来动画师的工作提供位置参考。

下面我们看一组图示，就一目了然了上面这张图片，是已经跟踪好的素材，场景已经匹配完成，那些小十字就是在跟踪过程中软件解算出来的跟踪点。如果相机反求的比较完美，那么在三维空间里，这些点的分布是可以还原实际拍摄场景中的位置。

上面的图示，是三维空间里的相机和场景位置。

有了相机和匹配好的场景，接下来下游组就可以基于这个场景去制作炫酷的特效镜头了。

对于跟踪，我们还有很多需要研究和学习的地方，以上不过是做跟踪的一些简单的心得体会。作为跟踪师，我们需要不断提升自己的技能，了解拍摄方面的知识，总结工作经验，因为跟踪师，就是开启特效大门的钥匙。

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