三维动画与实拍场景的结合
三维动画 实拍场景的结合与
制作技在现代的CG 制作中，三维动画与实拍环境的结合不单只
是用于电影、电视的制作，在其他方面的应用也很广泛，如游戏、建筑、广告片的制作等都需要采用三维动画与实拍环境结合使用。譬如某产品广告片中一件产品为了宣传其抗用性，要使用从山顶翻滚到山坡下的镜头来表现，如果完全采用实景拍摄难以达到这种效果，需要三维动画与实拍环境来结合完成。
在影视动画里采用三维动画与实拍环境的结合时首先要进行实景拍摄，拍摄效果的好坏很关键，因为它会直接影响以后加入三维动画后的整个场景效果。
拍摄的影片必须通过视频采集卡采集到电脑中。视频采集卡的档次也会影响到采集的图像质量，最好是采集两套画面相同但图像质量不同的图像，高质量的图像用于最后的合成，低质量的图像用于制作摄影机的定位跟踪，这样将使操作更加流畅，同时也节省硬件资源。
我们通过摄影机进行实景拍摄，在制作三维动画的过程中也是使用摄影机这个概念。那么这样才能使三维动画与实景拍摄时的摄影机位置、焦距大小与摄影机一致呢？如果使用手工逐帧调整，工作量巨大而且未必能够调整出令人满意的结果，因此需要使用摄影机跟踪软件将三维场景中的摄影机位置、焦距大小与实拍时的摄影机匹配。
启动3ds Max
，点击程序面板。点击More(更多) 按钮，选择Camera Tracker(摄影机跟踪），这就是3ds Max的摄影机跟踪功能，如图1所示。
3ds Max的Camera Tracker(摄影机跟踪) 功能对实拍的场
景有一定的限制，那
就是要在实拍的场景加入标记点，而这些标记点不能在一个平面上，要有远近高低之分，并且要度量好标记点之间的距离之后才能进行拍摄。这说明3d s M a x 的C a m e r a Tracker （摄影机跟踪）功能不能在二维图像中自动计算出Z 轴的深度，所以需要使用一些专业的摄影机跟踪软件，如
图
1
艺
■青岛大学 邱秉常■山东工艺美术学院 吴向阳
2D3 Boujou、MatchMover 等。在众多的摄影机跟踪软件中，2D3Boujou 的售价虽高，但性能更优异，最新版本是Boujou3.0，它的主要特点是：（1）Boujou 提供完全的3D 摄像机自动跟踪，并且能够从胶片或视频材料中得到校正。（2）Boujou 通过使用一个与真实摄像机相称的虚拟摄像机，使你在拍摄影像中加入3D 对象变得更加简单。（3）Boujou 通过在拍摄范围内进行跟踪，自动识别特征，再把这些特征结合在一起，形成许多轨道，然后Boujou 利用技术工艺为实拍影像的每一帧摄像机参数解释精确、复杂的3D 数学，在跟踪过程中，保持3D 的连贯性，一些小的对象移动被排除。
因为Boujou 在场景中有自动跟踪的特征，远远胜于使用操作去做，其处理工具能够分析，并且在极短的时间内最大程度地修饰特征。这样做的优点是能够更加广阔地精确校准，例如：在其他的操作工作中(合成软件包) ，你有20条跟踪轨道，其中的1条将可能有20%的错误，这将影响影像完整跟踪的准确性。如果你有100条轨道，将能够统计和分析它们的前后矛盾，然后把错误的跟踪删除掉，连贯性地重复这个分析和排除过程，最后，Boujou 能够得到许多一致的跟踪轨道，并且精确地校准。
跟踪摄影机轨迹
（1）启动Boujou3.0软件，点击
（加载序列) 钮，导入
你想做跟踪的序列图片或视频，如果你不知道自己导入的是什么制式就按Apply(应用) 按钮，它会根据你导入的像素比自动辨别选择制式，按Close(关闭) 就行了，如图2所示。（2
）点击
(跟踪特征) 按钮，进行自动跟踪；如果要
跟踪其中某段素材是可以设置Selected Range(选择范围），要
全部跟踪的
话就直接All frames(全部帧) 好了，这里选择的是All frames(全部帧），点击Start(开始) 按钮。正在进行跟踪，
这里需
图2
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制作技艺
踪摄像机）按钮，因为刚才是对序列帧跟踪，现在是返回信息到摄像机中去，点击Start （开始），这步速度会很快，如图4所示。（4） 跟踪完成后按F3键或按属性工具栏中的三维按钮，进入三维视图，按住shift+鼠标左键旋转，调整三维视图，再选
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择最下面的一排点，基本上选择的都是在一个平面上的点，配合Ctrl 可减去点的选择，所选择的点将变成绿色，如图5所示。
图4
图5
图6
图7
图8
要段时间，右下方是表示你的机器
内存使用情况，当然内存越大越好，如图3所示。
（3） 跟踪完成后点击（跟
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（5） 点击（描述场景外形）。这一步选择的那个平面是很讲究的，要靠自己
平时多实践。在Scene Geometry（场景外形）对话框Type （类型）里选择z —x plane，点击OK ，整个平面上的点都上移了，如图6所示。（6） 再按F3键，这里有很多黄点和蓝点，黄点表示肯定能跟踪住的点，蓝点表示有可能跟踪不住的点，绿点就是我们刚才选择的点。现在我们准备找一个三维物体来测试跟踪是否准确，随便选中当中的
某几个点(当中的绿点)
，点击
(插入三维测试物体) 钮，在Test Objects(测试物
体) 对话框Type(类型) 里选择Cube(方形几何体），比较容易看得出透视效果，按OK ，视图中就出现了Cube(方形几何体），如图7所示。（7） 选中物体按鼠标右键可以选择物体缩放、移动、旋转，移动到刚才选择点的位置。现在可以按住Shift+鼠标左键在预览窗口中拖动，如果跟踪准确的话就没问题了；接着点击(输出摄像机跟踪) 按钮，在出现的Export Camera(输出摄像机) 对话框里，指定保存路径，输出类型为3D Studio Max，单击Save(保存），再单击OK 就可以了, 如图8所示。
在三维软件中创建物体
（1） 运行3ds Max，在菜单栏里选择MAX Script(MAX脚本)/ Run Script(运行脚本），找到刚才Boujou 保存的文件，单击打开按钮，如图9所示。（2） 导入的方向不对，按H 键全选所有的物体，在左视图中旋转90度；把Perspective 视图转变成摄像机视图，按键盘上的C 键；在菜单栏中选择Views/ViewportBackground （视图/视图背景），在Viewport Background(视图/视图背景）对话框Aspect Ratio （纵横比）中勾选Match Bitmap（匹
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配位图），在右边勾选D i s p l a y Background （显示背景）和Animate Background （动画背景），点击File 打开所需跟踪的序列帧，并在S e l e c t Background Image（选择背景图像）对话框里勾选Sequence （序列），单击打开，在单击OK, 打开后如图10所示。（3） 选中其中一个点（就是以后需要合成的点），把这个点改个名字ss 之类的，这样容易找到。创建一个猩猩角色的骨骼, 按对齐按钮，Pick （拾取）刚才选定过的点并坐标轴对齐，然后指定到正确位置，如图11所示。（4） 创建一个Plane(平面），为猩猩角色骨骼做阴影；根据视图中的阳光方向打一盏聚光灯，勾选Shadows on(打开阴影）。为Plane(平面）指定材质，选择Matte/Shadow(无光/投影），现在可以渲染输出了，如图12所示。■