鏡頭跟蹤技術(shù)的運用及其作用探討論文
設想一個(gè)典型的特效鏡頭：導演想要得到一個(gè)CG怪物從一幢樓中破窗而出，穿越街道后進(jìn)入一條小巷的場(chǎng)面。因為CG怪物會(huì )和大樓的窗戶(hù)有一個(gè)相互影響，所以特效總監會(huì )要求用三維模擬真實(shí)的窗戶(hù)破碎效果。在拍攝當天，導演會(huì )以藝術(shù)的角度來(lái)考慮這個(gè)特效鏡頭中的場(chǎng)景以及攝像機位置，例如如何考慮被怪物破窗而出的大樓在畫(huà)面中的位置，盡管現場(chǎng)拍攝的時(shí)候沒(méi)有窗戶(hù)。導演和攝影師會(huì )在正式開(kāi)拍前多次練習攝像機的運動(dòng)，假想怪物橫穿街道的場(chǎng)面。當導演對鏡頭滿(mǎn)意之后，便會(huì )將其數字化然后交給后期制作去增加特技。當后期制作組收到影片后，他們需要動(dòng)畫(huà)師來(lái)調試怪物的動(dòng)作以及一個(gè)技術(shù)導演處理窗戶(hù)破碎的特效。在這之前，必須由鏡頭跟蹤工程師來(lái)事前進(jìn)行匹配運動(dòng)畫(huà)面。工程師必須確保真實(shí)的攝像機的運動(dòng)軌跡與三維場(chǎng)景的虛擬攝像機運動(dòng)軌跡完全一致�？紤]到窗戶(hù)需要被怪物撞碎，如果它在影片中的透視位置與三維場(chǎng)景并不匹配，例如當攝像機往左運動(dòng)時(shí)窗戶(hù)依舊停留在原位，很明顯就能看出這個(gè)鏡頭穿幫了。
將計算機生成的素材與真人實(shí)拍鏡頭合成對于電影及虛擬現實(shí)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)是一項非常重要的技術(shù)。用鏡頭跟蹤工程師的眼光來(lái)看，當一架攝像機在拍攝一個(gè)場(chǎng)景時(shí)，它基本上在做一件事：將所拍攝的三維空間轉化為二維平面。而鏡頭跟蹤的目的則是完全相反的，工程師需要通過(guò)軟件的精確計算還原當時(shí)攝像機所拍攝的三維場(chǎng)景，并在計算機中模擬出來(lái)，而連接兩者的關(guān)鍵就是攝像機。
鏡頭跟蹤的方式有許多，首先評估需要跟蹤的影片片段以便選擇最佳的跟蹤方案，很多時(shí)候這個(gè)過(guò)程被遺漏，這很有可能在之后的進(jìn)程中花費更多的時(shí)間。然后，在攝像機跟蹤軟件（或運動(dòng)匹配軟件）中加入前期拍攝的參數進(jìn)行匹配運算，其中主要包括鏡頭焦距、記錄幀率、運動(dòng)模式，以便更精確地還原真實(shí)拍攝時(shí)的場(chǎng)景，就如同邏輯推理，更多的信息能讓過(guò)程變得容易一些。在五、六年之前，鏡頭跟蹤工程師需要考慮所有攝像機運動(dòng)的內在外在因素，對于不同的場(chǎng)合選擇不同的跟蹤方法�，F在，科技的發(fā)展使得跟蹤軟件運用了一個(gè)叫做“照相測量法”的技術(shù)，大大提高了軟件的智能跟蹤水平。通過(guò)軟件的運算能夠得到一個(gè)運動(dòng)的虛擬攝像機和三維場(chǎng)景數據。之后，工程師們依據這些數據在二維的平面內重新構建三維空間，例如將影片中的二維平面大樓和馬路以三維空間的方式構建，這樣跟蹤就算完成了。
接下來(lái)是最重要的環(huán)節，工程師們需要測試跟蹤的.鏡頭是否如實(shí)貼合真人實(shí)拍，所創(chuàng )建的三維空間及虛擬攝像機是否完美匹配真實(shí)世界。這時(shí)候，使用跟蹤軟件，將其自帶的測試物體擺放在重構的三維空間中。失敗的跟蹤往往非常明顯就能夠看出來(lái)，比如在播放的過(guò)程測試物體發(fā)生了漂移或者抖動(dòng)。反復測試跟蹤是否成功是非常有必要的，因為失敗的鏡頭跟蹤將在整個(gè)后期制作流水線(xiàn)中一直被使用，直到最后合成輸出的時(shí)候才能夠發(fā)現，出現這樣的情況是非�？膳碌�，特效藝術(shù)家和動(dòng)畫(huà)師將不得不重新更改特技，所花費的時(shí)間和精力對于一部影片的制作周期來(lái)說(shuō)將會(huì )造成很大壓力。最后是將跟蹤完成的場(chǎng)景文件轉交給工作流程下的其他藝術(shù)家們。其通常包括三維場(chǎng)景坐標和大小、必要的角色和設施以及合理的命名規則。一個(gè)井然有序的跟蹤文件能給接手處理的其他藝術(shù)家們提供方便，同時(shí)跟蹤工程師們也不需要在事后向他們詳細解釋?zhuān)@樣節省了許多不必要的時(shí)間。
攝像機運動(dòng)軌跡跟蹤技術(shù)在特效場(chǎng)面中占有一席之地的重要原因是，數字技術(shù)運用于電影特技需要解決的基本問(wèn)題之一就是運動(dòng)鏡頭中攝像機軌跡的跟蹤匹配。而在特效影片中，如果一直使用固定鏡頭則不容易達到影片所追求的藝術(shù)效果。鏡頭的特效合成是將來(lái)源不同的計算機生成的素材以正確真實(shí)的方式融入在實(shí)拍鏡頭中。綜上所述，攝像機運動(dòng)軌跡跟蹤技術(shù)對這個(gè)行業(yè)有著(zhù)舉足輕重的影響。電影院里的觀(guān)眾們在為精彩的特效而大呼過(guò)癮同時(shí)，也許并沒(méi)有注意到影視特效藝術(shù)家們的工作。而恰恰是這些默默無(wú)聞的鏡頭跟蹤工程師們的努力決定了這些特技的效果。他們使觀(guān)眾看到的一切特效成為可能，這是電影拍攝中不可缺少的一環(huán)。
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