三维动画与实拍场景的结合.doc

三維動畫與實拍場景的結合（3DS MAX、Boujou） 作者是 Administrator 週二, 17 十一月 2009 08:05 三維動畫與實拍場景的結合（3DS MAX、Boujou）在現代的CG製作中，三維動畫與實拍環境的結合不單只是用於電影、電視的製作，在其他方面的應用也很廣泛，如遊戲、建築、廣告片的製作等很多時候都需要採用三維動畫與實拍環境結合使用。譬如某產品廣告片中一件產品為了宣傳其抗用性，要使用從山頂翻滾到山坡下的鏡頭來表現，如果完全採用實景拍攝難以達到這種效果這就需要三維動畫與實拍環境來結合完成。在影視動畫裡採用三維動畫與實拍環境的結合時首先要進行實景拍攝，拍攝效果的好壞很關鍵，因為它會直接影響以後加入三維動畫後的整個場景效果。拍攝結果的好壞與拍攝師的水準和經驗緊密相關。拍攝也是一門學問，有關攝影技巧的資料請大家參閱相關書籍和資料。拍攝的影片必須通過視頻採集卡採集到電腦中。視頻採集卡的檔次也會影響到採集的圖像品質，最好是採集兩套畫面相同但圖像品質不同的圖像，高品質的圖像用於最後的合成，低品質的圖像用於製作攝影機的定位跟蹤，這樣將使操作更加流暢，同時也節省硬體資源。我們通過攝影機進行實景拍攝，在製作三維動畫的過程中也是使用攝影機這個概念。那麼這樣才能使三維動畫與實景拍攝時的攝影機位置、焦距大小與攝影機一致呢？如果使用手工逐幀調整，工作量巨大而且未必能夠調整出另人滿意的結果，因此需要使用攝影機跟蹤軟體將三維場景中的攝影機位置、焦距大小與實拍時的攝影機匹配。啟動3DS MAX，點擊程式面板。點擊More（更多）按鈕，選擇Camera Tracker（攝影機跟蹤），這就是3DS MAX的攝影機跟蹤功能，如圖1所示。圖13DS MAX的Camera Tracker（攝影機跟蹤）功能對實拍的場景有一定的限制，那就是要在實拍的場景加入標記點，而這些標記點不能在一個平面上，要有遠近高低之分，並且要度量好標記點之間的距離之後才能進行拍攝。這說明3DS MAX的Camera Tracker（攝影機跟蹤）功能不能在二維圖像中自動計算出Z軸的深度，所以需要使用一些專業的攝影機跟蹤軟體，如2D3 Boujou、MatchMover等。在眾多的攝影機跟蹤軟體中，2D3 Boujou的售價雖高，但性能更優異，最新版本是Boujou3.0，它的主要特點是：（1）Boujou提供完全的3D攝像機自動跟蹤，並且能夠從膠片或視頻材料中得到校正。在大部分情況下，有關攝像機和材料的原始資訊是必不可少的，並且不熟練的使用者為了得到3D資訊被需耍。（2）Boujou通過使用一個與真實攝像機相稱的虛擬攝像機，使你在拍攝影像中加入3D物件變得更加簡單。（3）Boujou通過在拍攝範圍內進行跟蹤，自動識別特徵，再把這些特徵結合在一起，形成許多軌道，然後Boujou利用技術工藝為實拍影像的每一幀攝像機參數解釋精確、複雜的3D數學，在跟蹤過程中，保持3D的連貫性，一些小的對象移動被排除。因為Boujou在場景中有自動跟蹤的特徵，遠遠勝於使用操作去做，其處理工具能夠分析，並且在極短的時間內最大程度地修飾特徵。這樣做的優點是能夠產生更加廣闊地精確校準，例如：在其他的操作工作中(合成套裝軟體)，你有20條跟蹤軌道，其中的1條將可能有20%的錯誤，這將影響影像完整跟蹤的準確性。如果你有100條軌道，將能夠統計和分析它們的前後矛盾，然後把錯誤的跟蹤刪除掉，連貫性地重複這個分析和排除過程，最後，Boujou能夠得到許多一致的跟蹤軌道，並且得到精確地校準。一、 跟蹤攝影機軌跡（1） 啟動Boujou3.0軟體，點擊（載入序列）鈕，導入你想做跟蹤的序列圖片或視頻，如果你不知道自己導入的是什麼制式就按APPLY（應用）按鈕，它會根據你導入的圖元比自動辨別選擇制式，按Close（關閉）就行了，如圖2所示。圖2（2） 點擊（跟蹤特徵）按鈕，進行自動跟蹤；如果是要跟蹤其中某段素材是可以設置Selected Range（選擇範圍），要全部跟蹤的話就直接All frames（全部幀）好了，這裡選擇的是All frames（全部幀），點擊Start（開始）按鈕。正在進行跟蹤，這裡需要段時間，右下方是表示你的機器記憶體使用情況，當然記憶體越大越好，如圖3所示。圖3（3） 跟蹤完成後點擊（跟蹤攝像機）按鈕，因為剛才是對序列幀跟蹤，現在是返回資訊到攝像機中去，點擊Start（開始），這步速度會很快，如圖4所示。圖4（4） 跟蹤完成後按F3鍵或按屬性工具列中的三維按鈕，進入三維視圖，按住shift+滑鼠左鍵旋轉，調整三維視圖，再選擇最下面的一排點，基本上選擇的都是在一個平面上的點，配合Ctrl可減去點的選擇，所選擇的點將變成綠色，如圖5所示。圖5（5） 點擊（描述場景外形）。這一步選擇的那個平面是很講究的，要靠自己平時多實踐。在Scene Geometry（場景外形）對話方塊Type（類型）裡選擇zx plane，點擊OK，整個平面上的點都上移了，如圖6所示。圖6（6） 再按F3鍵，這裡有很多黃點和藍點，黃點表示肯定能跟蹤住的點，藍點表示有可能跟蹤不住的點，綠點就是我們剛才選擇的點。現在我們準備找一個三維物體來測試跟蹤是否準確，隨便選中當中的某幾個點（當中的綠點），點擊（插入三維測試物體）鈕，在Test Objects（測試物體）對話方塊Type（類型）裡選擇Cube（方形幾何體），比較容易看得出透視效果，按OK，視圖中就出現了Cube（方形幾何體），如圖7所示。圖7（7） 選中物體按滑鼠右鍵可以選擇物體縮放、移動、旋轉，移動到剛才選擇點的位置。現在可以按住Shift+滑鼠左鍵在預覽視窗中拖動，如果跟蹤準確的話就沒問題了；接著點擊（輸出攝像機跟蹤）按鈕，在出現的Export Camera（輸出攝像機）對話方塊裡，指定保存路徑，輸出類型為3D Studio Max，按一下Save（保存），再按一下OK就可以了如圖8所示。圖8二、 在三維軟體中創建物體（1） 運行3D MAX，在功能表列裡選擇MAXScript（MAX腳本）/ Run Script（運行腳本），找到剛才Boujou保存的檔，按一下打開按鈕，如圖9所示。圖9（2） 導入的方向不對，按H鍵全選所有的物體，在左視圖中旋轉90度；把Perspective視圖轉變成攝像機視圖，按鍵盤上的C鍵；在功能表列中選擇Views/Viewport Background（視圖/視圖背景），在Viewport Background（視圖/視圖背景）對話方塊Aspect Ratio（縱橫比）中勾選Match Bitmap（匹配點陣圖），在右邊勾選Display Background（顯示背景）和Animate Background（動畫背景），點擊File打開所需跟蹤的序列幀，並在Select Background Image（選擇背景圖像）對話方塊裡勾選Sequence（序列），按一下打開，在按一下OK, 再按一下OK，打開後如圖10所示。圖10（3） 中其中一個點（就是以後需要合成的點），把這個點改個名字ss之類的，這樣容易找到。創建一個猩猩角色的骨骼,按對齊按鈕，Pick（拾取）剛才選定過的點並坐標軸對齊，然