摄像机跟踪规则.doc

摄像机跟踪规则： 计划你的镜头。在你尝试电影序列之前，要能够理解最基本的哪些能够跟踪和哪些不能跟踪。在周围360度的圈里盲目挥舞着相机，并期待SynthEyes能够解决是行不通的。有些事你必须要提前考虑到：首先，场景内必须要有足够的参照物或容貌特征。所以拍摄一个白色的房间就是不明智的（除非你做了全部标记并打算在后期移除）。需要有深度与角度变化的重要 特点才足以产生良好的摄像机解决方案。要有足够的容貌特征在整个镜头当中，不仅仅是这些；它们还需要被尽可能好地展开在画面内以产生最准确的跟踪。3D物体如何放置？如果你有良好容貌特征对与SynthEyes围绕此点进行跟踪是极有帮助的。通常在做特效镜头期间，你会遵循在场景中放置一个3D角色，或聚焦在插入的这个物体上。这些区域都需要很好的跟踪以便来获取“locked”跟踪点。所以当你要拍摄你的镜头素材时，要提前构思这个特定镜头里的3D元素是什么。这一点很容易被人们忽视，但三维空间由3轴（X ，Y， Z）构成 ，所以一定要确保你有很好的参考点展开在地平面及垂直的画面上。Features特征什么是特征？一个特征是一个存在您的图像序列中相当长一段时间且始终可以被跟踪的点。你可以选择杆子的顶端，地面上的一片树叶，一辆汽车上的标志，建筑物的角，墙壁上的标记。 由你来计划，尽量挑选小的、可确定的区域，并且与其周围环境具有较高对比度，记住你正在试图通过这个单点标记建造一个能够融入现实场景的3D物体。所以你 不应该选择随着摄像机角度变化其自身会有所改变的特征。例如，视觉上的一个物体与另一个物体的交叉点，玻璃上的高光反射，或者画面中移动的物体（比如摇摆 的树枝）。所有这些实际上并不代表场景中的任何静态锁定属性的特征都会产生标记。对于没有很多明显特征的场境，通常会添加跟踪标记或网球来帮助完成跟踪过 程，当然这些添加物会在后期被roto掉。Tracking with SynthEyes利用SynthEyes进行跟踪打开SynthEyes后，选择导入我在树林中手持拍摄的10秒钟序列帧。它已做出了正确的推测设置(PAL DV, 25fps, progressive, 250 frames)。 你可以在此自定义输入，SynthEyes能够在任何帧速率和分辨率的设置下工作。我接受默认设置。点击控制面板上的播放按钮将镜头缓冲进内存。 SynthEyes的主要工作区包含4个视口，与一个3D应用程序类似。前、左、顶和摄像机视图。你可以用控制面板上的播放按钮或拖动时间栏进行预览。在屏幕顶部可以使用多个功能面板。选择相关按钮左手边便会切换出处于活跃状态的控制面板 SynthEyes有一个有效的Full Automatic全自动跟踪模式位于summary panel简要面板。这对于一些平滑的镜头是十分有益的，轨道/斯坦尼康/摇臂等。SynthEyes将会尝试自动跟踪特征点，然后采取最好的输出一个解决方案。这只是一个点击过程。但是，你往往会发现自动跟踪遇到那些手持拍摄或有轻微运动模糊常常就会削减，你也许就会放弃。少量的跟踪点会偏移画面，然后你的解算就失败了。对于这个教程的目的（SynthEyes非常强大，我不可能面面俱到）我满将重点放在解算一个手动跟踪，手持的定焦DV镜头。理由是手持更难追踪，并且你将由此学到所有的摄像机跟踪与解算的基础。尽管我们这个教程的重点不是“自动跟踪”，但您可以使用自动跟踪镜头得到一个良好的开端。有两种方法可以做到这一点：打开Features特征面板，确保勾选Link after blips复选项，然后点击Blips all frames按钮。 SynthEyes处理整个镜头并跟踪数百个特征。 接下来点击Peel All 筛选所有按钮。此举会留下所有自动跟踪特征点中最好的部分，并将它们转换为跟踪点以备后用。 不像“Full Automatic”那样它并没有马上试图产生一个解决方案。作为选择，你可以在“summary panel摘要面板”中点击“Run Auto-tracker运行自动追踪器”，程序同样也会做出“blipping and peeling标记和筛选”的处理，一键式的。这样有助于预处理，第一时间理解Syntheyes做了什么。如果你已经做好“blipping and peeling标记和筛选”，那么你也就不需要再点击Run Auto-tracker运行自动追踪器。 点击工具栏上的Quad下拉菜单，从中选择Camera，使摄像机视图展开至整个屏幕。现在切换至Tracker跟踪器面板，你将在视图内看到SynthEyes所常用的菱形状自动跟踪点标示。 拖动时间轴查看这些特征是否始终锁定它们正在追踪的对象。虽然SynthEyes保持着最佳跟踪状态，但这并不意味着就准确无误，比如一个特征点可能会错 误的跳跃到另一个与其紧密类似的特征点。在一个地面上布满落叶的快速移动镜头就可能发生这种状况。这正是我们不使用“Full Automatic全自动跟踪”显而易见的理由。有的手持镜头甚至一些跟踪点会跳来跳去；如果你以这些跟踪点为解决方案，那么你会等待很长段时间而解算 不出结果。如果有出错的跟踪点，选择、删除之。当你做好所有这些工作，也就做好了解算的准备。在我的这个镜头里，SynthEyes应该放置很多跟踪点在 地面上，但远处没有。目前只有少数在地平面上，这不大可能产生一个好的解算。现在我要添加一些分布更均匀的跟踪点来帮助SynthEyes产生一个准确的跟踪。反复拖动你的序列来找到一个合适的跟踪点（别忘了前面所描述的规则）。点击跟踪面板上的“create tracker创建跟踪器”按钮（像魔杖的那个），然后在视图上点按一下你要跟踪的点。 上述操作之后，你所跟踪的特征点就会显现在跟踪窗口，并且视图内也会出现两个红色的方框。 这里要记住的一件重要事情是你想要在这个点上创建跟踪之前，需要反复拖动时间轴检查这个特征点。这听起来可能很明显，但这是一个常见错误，就是有时需要在 序列中途或镜头开始处创建这个新的跟踪器。如果此参考点只到镜头的第60帧处，那么在这一帧创建它并向前跟踪，如果这个参考点存在于整个镜头，那么在第一 帧或最后帧创建跟踪器，然后向前或向后进行跟踪。在这个例子中，我跟踪了一块我提前放置在树干上的蓝色胶带。它直到镜头的第125帧处才停止，所以说它应该是个好的参考点。当我在第0帧放置好跟踪器后， 只需点击流播放控制器上的play即播放按钮开始进行跟踪，但首先我需要更改跟踪类型为“黑色背景上有个白点”，即下图红色标示内的特征按钮。 这将帮助它更容易地跟踪我的标记。这儿有不同的选项可用，取决于你所跟踪的参考点的类型。有些特征使用symmetry均匀模式跟踪效果会更好些。那 么，我继续跟踪我的标记，并且在第35帧跟踪器丢失了。SynthEyes已不再能准确的跟踪了，并且标记也飞离了屏幕。 如果SynthEyes丢失了跟踪的特征，它便会在时间栏里显示这些帧为淡蓝色段；一个特征若被一帧接一帧的准确匹配会显示为深蓝色。 一种方法来阻止这种情况的发生是增加追踪器上的search搜索区域数值。你会注意到追踪器有两个方框。里边的方框是追踪区域；外边的方框是特征点的搜索半径。在追踪手持镜头时，简单的增加搜索框的范围是不足以将特征跟踪的更为准确。 数值的多少很大程度上取决于摄像机的晃动程度，所以我在两个方向上增加23倍搜索区域。现在我往回拖动至第30帧，或直到能够在追踪器窗口上再次看到参考点，并点按播放按钮。现在追踪器又从第30帧处向前重新跟踪，它停留在第125帧并锁定我的参考点。如果增加的搜索区域仍然产生一个不准确的跟踪，你可以试着改变跟踪器类型为其它搜索类型（symmetry instead of spot均匀替换为亮点）。每当你丢失参考点就可能需要放置关键帧。返回丢失的这一帧并再次定位在这个参考点上。在定位追踪器时，务必小心没有击中视图上 的追踪器边缘，从而却又新建了一个追踪（经常发生此类事件）。我发现点击并拖动跟踪器窗口比较有用。这将移动现有的跟踪器，并且你也知道你没有意外的新建 了一个。还有种方法就是你可以点击并移动Pos调节模块来移动跟踪器。 由此开始，点按播放再次开始跟踪，当SynthEyes丢失它的时候点按停止重新定位跟踪器。可以看到时间栏上有黑色的关键帧标记。保持必要的重新定位和跟踪。 Preroll by Key Smooth是个非常有用的功能。此功能会尝试平滑过渡你新放置的关键帧以得到一个良好的跟踪点，在track菜单下找到并选择它，然后在Key Smooth框里键入数值3，这意味着SynthEyes会平滑新关键帧前边的3帧。 平滑数值过多可能会产生不准确的跟踪，尤其是手持镜头。如果你准确的放置了追踪器，你可能就不再需要这些特征点了。可是，当你对平滑轨道/摇臂摄影机镜头重新定位丢失的追踪器时，使用特征点来避免一个意外的故障就可能会显得很有益。现在有一个问题。在125帧之后跟踪器跑到了另一个树的后面，并且特征框丢失了它的参考点，再次在屏幕上飞来飞去。 如果发生这种情况，往回拖动时间栏至特征点被锁定的最后一帧，你可以观察跟踪器窗口，也可以查看时间栏上变淡蓝色的线段。然后点按“启用/禁用跟踪器按钮”。 这样做将删除这些点之后的帧，它们已不在解决办法的考虑范围内。如果某一帧上的跟踪被禁用，那么跟踪器窗口就不会显示跟踪内容，而显示一片粉红色。如果你 的参考点在哪一点又出现在了镜头里，你可以拖动至那一帧，并且点击“启用跟踪”按钮再次启用跟踪器，或者在跟踪窗口中单击并拖动，将其激活。现在，按下播 放键，从此处开始跟踪。不要为消失一会儿又出现在镜头里的一个特征点创建一个新的跟踪器；最终你会发现一个为一个特征点创建两个独立的跟踪是不理想的，在 一个特征点上启用和禁用一个跟踪器才是最佳方法。经常观察时间控制器上的蓝条来确定哪些帧的跟踪是活跃的，并且查看这些帧上的跟踪是否准确。 SynthEyes 3D Camera Tracker to AE Tutorial_files 图文教程二 当跟踪器丢失了它的特征点，最糟糕的解决办法是丢弃几个不好用的帧。拖动并观察视图将会告诉你跟踪器是否确实锁定了特征点。观察跟踪器窗口也不是最好的方 法，跟踪器有时会在你不注意的情况下跳到另一个看似类似的特征点上。一旦你完成了跟踪，按下“锁定跟踪”按钮以防止此跟踪受到进一步操作的破坏。 这对SynthEyes同时跟踪多个跟踪器是非常重要的；因此，如果你没有锁定它，你可能再次添加了一个新的跟踪器，而最终导致跟踪的不正确。当跟踪器被锁定后，2个红色的线框将会消失不见，取代的是一个十字线框的跟踪点。 这是跟踪特征点的基本过程。还有一些其他工具来帮助你跟踪你的特征。在跟踪面板上，你还可以点击“向后跟踪”按钮，从后往前的跟踪这个镜头的特征点。 那时时间栏上的播放控制方向就处于反向的。 现在当你按下播放，特征将会被反向跟踪，这对中途存在至镜头结尾的特征点很有用。你可以过滤/平滑结果，并且，你也可以删除或创建更多的跟踪点。 SynthEyes建议一个镜头内任何时间都至少出现6个跟踪点。以我的经验，你可以根据需要，尽可能多的使用；你均匀分布的越多，结果也将越准确。我经 常先运行自动跟踪，删除不好的跟踪点，然后根据需要添加许多手动跟踪点，让SynthEyes尽可能的参考接近与远离摄像机的点，并且选择那些长时间停留 在屏幕上而不是仅仅只出现在几帧上的点。记住你能够看到一些很好的而SynthEyes自动模式无法发现的参考点。 Solving解算当你在贯穿整个镜头里分布了足够的跟踪点，并且放置在你的场景里的不同纵深，那么你已经准备好解算了。这一步相当简单。只需前环岛解算面板，然后点击Go!按钮即可。 SynthEyes通常需要几分钟即可产生一个解答。还是非常快的。如果它开始解算时间很长，那么就是一个不能正确解算的信号。注意optimization窗口内的RMS error数值，这是一个典型的低数值（0.003）。如果数值过高，就意味着SynthEyes报告出了一个坏的结果。你则需要返回查看那些不好的跟踪点了。 解算完毕之后，你将会在视图中看到黄色的叉。这些就是3D环境中的真3D点。拖动时间轴，如果它们一直处于锁定你的参考点状态，那么证明你做的很棒。 观察解算面板上Error的文本标记，理想的错误值应该处于1到2 hpix之间。这是一个好3D结果的标准，但我也曾有过处于2到3 hpix之间的适当结果。 请记住，透镜、畸变和特征点的跟踪精度将使它永远不会完美。也许用一个惊人的35毫米镜头拍摄，并且有平坦的跟踪标记在你的场景里，也许才会产生一个小的“Error”，但出于大多数目的，这个“Error”是正常的。要检查你是否真的获得了一个好的结果的唯一方法就是在场景中放入一些三维物体。在做这些之前你需要先建立一个坐标系。这样做的用意是将你的图像序列上的地 平面定向出场景的地平面，并且放置三维物体在上面。在SynthEyes用户手册里有关于创建一个坐标系的整个过程，在此，我就不再赘述了。以我的经验， 我自己目测整个坐标系也曾取得过成功，如何做到这点取决于你自己。单击3D对象面板，并切换你的视图为quad。 在此你可以再次播放序列，并观察任一视图的摄像机路径。希望它看起来不错。 我看到有一组跟踪点在布满落叶的地面上，我可以简单地进入我的3D物体面板，并点击whole按钮。现在点击rotate旋转 或者 move移动按钮，就可以在视图中选择摄像机，并且旋转和移动它直到所有地面上的点接合地平面（这个whole按钮确保整个场景旋转而不仅仅是摄像机）。相同的过程可以实现相对较少的地面标记。它们越分散，你就能越精确地接合地平面。 随着在不同的视图中作一点点调整和旋转，你应该能够很容易创建你的坐标系统。使用你的鼠标转轮放大和缩小视图，确保你的点准确的与地平面接合。这又是一个 很好的远离来跟踪你的地面上的标记，它真正的帮助你创建你的坐标系。如果你要选择一些跟踪点，并改变为不同的颜色，那么当你旋转并对准你的摄像机时它们将 从集群中脱颖而出；但这还只是一个小问题。接下来点击create object创建物体按钮，在顶视图中放置你所喜欢的任何物体（boxes盒子, cylinders圆柱, spheres球体, humans人类）到你的场景中。 用缩放和转换工具来移动和定位物体，使其贴合地平面。 切换回摄像机视图并播放您的镜头。 如果物体被锁定在地面上，你应该会看到。如果在回放过程中，物体有一些轻微的滑动，你会发现它的简单的东西就像对象只是高出地平面几英寸。由于我们的场景 不是一个完全平坦的地面，可能需要一些微调。这就是目测的有益之处，你可以提高、降低或旋转场景来微调地平面的定位。同样的，物体可能安放在一个地面的 凸起部位，这也将导致物体滑动。另一个原因是跟踪点并没有刚好在地面上，但是你要在该点插入3D对象。你能够很轻松的调节3D物体安放在这个跟踪器上。 如果你有更严重的问题如在摄像机运动时有尖状或抖动；可能是一些跟踪器锁定不正确以致产生此错误。在某一视图内检查摄像机路线，如果摄像机路径上有尖状，那么那一帧很可能有一些不牢固的跟踪器，或跟踪器不够。有很多选择可以帮你认出这些尖峰，例如camera and tracker graphs摄像机和跟踪曲线图表。也许你真的需要更多跟踪器。Tracker Bars面板对你看到所有跟踪器的一个大概和问题出在哪里很有帮助。它显示了在一个特定的时间点存在多少跟踪器，以及是否需要更多。需要更多跟踪器的区 域突出显示了一个黄色的竖条。“手动”或“指导”的正确跟踪参考的跟踪器标记为深蓝色的条，浅蓝色标示为在那段区域丢失了参考点。可以很容易地挑选出有问 题的跟踪器。自动跟踪器则用一系列黑色的箭头表示。 这个信息很明显的展现出你从第34帧到61帧需要更多的跟踪器。并且一些显示淡蓝条的区域可能丢失了它们的参考点需要检查。SynthEyes好在你可以 在工程的任何阶段重新定位、重新跟踪、删除或添加跟踪器。你可能需要给SynthEyes更多深度视角，或在插入3D物体周围添加更多跟踪点。返回“跟踪 面板”添加更多跟踪器，当你完成后，再回到“解算面板”选择下拉菜单内的Refine优化选项，最后点击Go!。 如果Hpix error的数值有所下降，那么你已经增加了结果的准确性。有时一个小故障可能是因为太多的不正确的跟踪标记。如果你认出了一个坏跟踪，就简单地点击它并删除它，然后你可以再次Refine优化解决方案。当你准备好后，你可以输出这个解决方案到各种2D和3D程序。你可以在跟踪面板上点击跟踪器并且重命名它们，这对于如果你想要在你的镜头里为一个特定的物体匹配3D元素是非常有用的。 我将树丛周围一个基点的跟踪器重命名，以便我在我的