【引言】

這張照片好玩吧？

? ? ? ?拍攝者通過調(diào)整照相機(jī)的角度，把場(chǎng)景中的物體和整體背景進(jìn)行“對(duì)位”，形成的這樣特殊有趣的效果，下列照片也是這樣：

一邊看照片，一邊想一想，如果攝影師是你，你是如何拍攝的？

以下的內(nèi)容作為“背景”知識(shí)，你可以不看。

電影攝制中的兩種“運(yùn)動(dòng)”：

在電影攝影過程中有兩種運(yùn)動(dòng)：一種是被攝體的運(yùn)動(dòng)，一種是攝影機(jī)自身的運(yùn)動(dòng)。電影誕生的初期，盧米埃爾兄弟向世人展示“活動(dòng)的照片”，這標(biāo)志了電影的誕生，但當(dāng)時(shí)他們并未意識(shí)到只有畫面運(yùn)動(dòng)（被攝體運(yùn)動(dòng)），而沒有攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)，電影的魅力只被發(fā)掘了一小部分。他們的后繼者發(fā)現(xiàn)攝影機(jī)與演員同時(shí)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的驚人效果后，電影的“運(yùn)動(dòng)性”才被真正展現(xiàn)在觀眾面前?，F(xiàn)代電影中“場(chǎng)面調(diào)度”和“機(jī)位調(diào)度”成了每位導(dǎo)演手中的一件利器，許多大受歡迎的影片正是很好的運(yùn)用了這兩點(diǎn)才使得電影有了無窮的魅力！

電影攝影中這兩種運(yùn)動(dòng)的結(jié)合可以在很大程度上幫助影片敘事的完成、風(fēng)格的建立和人物的塑造。在“演員動(dòng)作”與“攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)”的變化組合嘗試中，電影人創(chuàng)造出許多新穎的手法，比如「拯救大兵瑞恩」中，攝影師將攝影機(jī)綁在減振器上拍攝模擬戰(zhàn)場(chǎng)的慘烈和混亂；「重慶森林」中攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)加抽幀的手法以體現(xiàn)迷幻與緊張的追逐；「羅拉快跑」、「有話好好說」這樣的影片則直接將攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)作為強(qiáng)化影片敘事、突出影片風(fēng)格的主要手段?？梢哉f攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)和演員調(diào)度的豐富組合已經(jīng)被電影制作者廣泛運(yùn)用。

對(duì)于一些特殊類型的影片，尤其動(dòng)作類型電影，“運(yùn)動(dòng)”更是影片最重要的組成元素。在這類影片中，既有動(dòng)作本身的美感，又有攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)帶來的豐富變換的視角，當(dāng)兩者絕妙結(jié)合在一起時(shí)，“運(yùn)動(dòng)”就成了影片最大的亮點(diǎn)?？梢哉f，沒有運(yùn)動(dòng)就沒有電影。

正因?yàn)椤斑\(yùn)動(dòng)”本身具有如此巨大的魅力，運(yùn)動(dòng)形式的創(chuàng)新也成為電影創(chuàng)作者永恒的追求目標(biāo)，然而對(duì)于一些變化豐富而迅速的影片段落，常規(guī)的攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)拍攝方法顯得有些力不從心。過去，只有通過多機(jī)位多角度拍攝、平行剪輯等手法來彌補(bǔ)對(duì)這類場(chǎng)面段落拍攝的不足。隨著現(xiàn)代攝影技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，新的方法和技術(shù)不斷被應(yīng)用到攝影的運(yùn)動(dòng)控制這一領(lǐng)域中，比如Motion Control技術(shù)就是很好的將機(jī)械技術(shù)與數(shù)字技術(shù)同時(shí)應(yīng)用于現(xiàn)代電影攝影技術(shù)的代表，它能幫助攝影師完成高精度、高反復(fù)率的畫面拍攝，并與數(shù)字合成技術(shù)結(jié)合完成傳統(tǒng)方法無法完成的復(fù)雜攝影運(yùn)動(dòng)。

攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡反求技術(shù)的誕生：

數(shù)字技術(shù)運(yùn)用于電影特技需要解決的基本問題之一是運(yùn)動(dòng)匹配，用于解決運(yùn)動(dòng)匹配問題的主要技術(shù)是跟蹤技術(shù)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于畫面跟蹤領(lǐng)域的技術(shù)是二維畫面跟蹤技術(shù)，它幾乎成為所有大型后期合成軟件的必備功能之一（如Flame、Flint、Avid DS、After Effects、Shake、Combustion等等）。該技術(shù)可以精確的跟蹤畫面中的物體運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行特技合成，但它的缺點(diǎn)是只能針對(duì)被攝體進(jìn)行跟蹤，對(duì)于電影攝影的另一大主要運(yùn)動(dòng)——攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)，則顯得無能為力。

為了解決這一問題，近年來一種新興的技術(shù)發(fā)展起來，這就是攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡反求技術(shù)。它的出現(xiàn)使數(shù)字特技合成技術(shù)中的運(yùn)動(dòng)匹配功能趨于完整，也使創(chuàng)作人員在創(chuàng)作過程中能夠更方便、更精確的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)畫面的合成。

在后期合成階段，傳統(tǒng)的畫面跟蹤技術(shù)只能跟蹤“畫面內(nèi)”物體的運(yùn)動(dòng)，而對(duì)于“畫面外”的攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)則顯得無能為力，同時(shí)，對(duì)畫面中被跟蹤物體的透視變化，也只能通過“四點(diǎn)跟蹤”技術(shù)模擬出來，這和實(shí)際拍攝中的物體透視變化有本質(zhì)的區(qū)別，因此當(dāng)被跟蹤物體出現(xiàn)被遮擋或出畫的情況時(shí)，就往往無法完成精確的跟蹤操作。

因此，對(duì)于導(dǎo)演和攝影師來說，他們急需一種技術(shù)，可以將他們從前期的攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)局限中解放出來，更自由，更高效，更低成本的完成影片所需要的合成效果。攝影機(jī)軌跡反求技術(shù)就是這樣應(yīng)運(yùn)而生的。

簡(jiǎn)單說，攝影機(jī)軌跡反求技術(shù)是根據(jù)畫面中像素的明度、飽和度、色相三大要素篩選出畫面中具有“特征”的像素，并跟蹤這類像素的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而獲得在對(duì)應(yīng)該畫面的攝影機(jī)在每幀（格）的運(yùn)動(dòng)軌跡和參數(shù)變化的。

在獲得這些參數(shù)后，創(chuàng)作人員可以在三維動(dòng)畫軟件包中加入一個(gè)與實(shí)拍環(huán)境下攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)相匹配的虛擬攝影機(jī)，從而給機(jī)位運(yùn)動(dòng)的畫面添加合成用的3D物體或背景，得到運(yùn)動(dòng)匹配的圖像。攝影機(jī)軌跡反求技術(shù)可以在以下幾種情況下工作。

1．創(chuàng)作人員精確記錄下前期拍攝時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)，如鏡頭焦距、記錄幀率、運(yùn)動(dòng)模式等，在軟件中輸入前期拍攝的參數(shù)進(jìn)行匹配運(yùn)算。

2．創(chuàng)作人員不知道前期拍攝的參數(shù)，由軟件通過畫幅大小、像素長(zhǎng)寬比自動(dòng)推算。

3．與Motion Control設(shè)備交互式使用匹配參數(shù)。

【理論】

在C4D中，攝像機(jī)反求技術(shù)有兩種：

一種是處理靜態(tài)的“攝像機(jī)校準(zhǔn)”標(biāo)簽；另一種處理動(dòng)態(tài)視頻的“運(yùn)動(dòng)跟蹤”（這個(gè)更復(fù)雜）。

這一篇首先研究一下如何處理靜態(tài)圖片的攝像機(jī)反求技術(shù)-----攝像機(jī)校準(zhǔn)標(biāo)簽的使用。

上邊啰嗦半天你可能也沒有搞懂，這東西有什么用？

比如，老板給你一張照片說，把這個(gè)場(chǎng)景逼真地給我用三維軟件制作出來；或者說，把這個(gè)模型合成到這張照片中，要逼真一些。你拿過那張照片一看，場(chǎng)景是一個(gè)特殊的角度，你如何做？在C4D中，建模都是在世界坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行的，模型的建立也是和世界坐標(biāo)系統(tǒng)一的。

如果你直接去做，就會(huì)如下圖這樣，透視角度不對(duì)！

除非你調(diào)整坐標(biāo)系和照片中的那個(gè)“地板”平面一致，否則很難搞定！但是，調(diào)整坐標(biāo)系一是非常費(fèi)勁，二是很難保證準(zhǔn)確。如果，我們依然在世界坐標(biāo)中建立模型，用最上邊的方法，調(diào)整攝像機(jī)的角度，使這個(gè)模型在攝像機(jī)里，與背景非常“契合”，那該多好啊。如果你掌握攝像機(jī)的“校準(zhǔn)”標(biāo)簽，就能輕松搞定！（點(diǎn)睛之處，和前邊扣題了。這個(gè)廣告如何！

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原理如下圖：

RENDERED OBJECT是在世界坐標(biāo)系中制作的模型，PHOTO是背景照片，通過攝像機(jī)“校準(zhǔn)”標(biāo)簽技術(shù)，計(jì)算出攝像機(jī)的一個(gè)特殊的位置，如同上邊拍攝有趣照片一樣，使“模型”和背景照片巧妙的一個(gè)“配合”，而相機(jī)這個(gè)位置，不用你手工調(diào)整，是靠計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算反向算出來的，非常方便吧。實(shí)際的場(chǎng)景如上圖的右上角所示。

計(jì)算機(jī)要反向計(jì)算出攝像機(jī)的位置，它必須至少知道圖片上兩個(gè)消失點(diǎn)（透視學(xué)中的滅點(diǎn)），兩條線。

【案例】

還是通過一個(gè)案例說明如何操作的吧。

第一個(gè)練習(xí)：熟悉流程

下載下面練習(xí)圖片，這是幫助中的練習(xí)圖片，而且都已經(jīng)標(biāo)記好了，使用這個(gè)圖片熟悉一下操作流程。

1、在場(chǎng)景中建立一個(gè)攝像機(jī)。

2、在攝像機(jī)上按右鍵--CINEMA4D標(biāo)簽---攝像機(jī)校準(zhǔn)標(biāo)簽。

3、點(diǎn)擊該標(biāo)簽--屬性面板--圖像。點(diǎn)擊圖像--載入這張圖片。

4、點(diǎn)擊最重要的面板--校準(zhǔn)。

5、點(diǎn)擊“添加參考線”，場(chǎng)景中就出來一條參考線。

6、用鼠標(biāo)移動(dòng)線的一端，通過放大鏡，與紅色的線對(duì)齊。

7、調(diào)整線的另一個(gè)端點(diǎn)，對(duì)齊紅色的標(biāo)記線。

8、按CTRL鍵，拖動(dòng)復(fù)制一條參考線，對(duì)齊上邊的紅色標(biāo)記線。

9、現(xiàn)在完成兩條參考線的對(duì)齊。這兩條線通過虛擬延長(zhǎng)，相交一點(diǎn)，就會(huì)形成一個(gè)“滅點(diǎn)”。為什么標(biāo)記是紅色呢？因?yàn)檫@個(gè)方向，我們想讓它當(dāng)做X方向（X軸為紅色的）。

10、下面通過復(fù)制參考線或添加參考線都行，添加其他的標(biāo)記線，并通過放大鏡對(duì)齊。下圖是對(duì)齊綠色的標(biāo)記線(Y)

11、下圖是復(fù)制兩條參考線，對(duì)齊藍(lán)色標(biāo)記線（Z).

12、再添加一個(gè)“添加固定點(diǎn)”，用鼠標(biāo)引動(dòng)到標(biāo)記為PIN的位置。這個(gè)固定點(diǎn)相當(dāng)于虛擬平面的（0，0，0）位置。

13、現(xiàn)在場(chǎng)景中已經(jīng)添加完成7條參考線和一個(gè)固定點(diǎn)。看右側(cè)的校準(zhǔn)面板參數(shù)為紅色。這告訴你，計(jì)算機(jī)還沒有找到攝像機(jī)的應(yīng)有位置，你必須手動(dòng)告訴它。

14、下面開始手工解算。

首先選擇上邊的參考線，按住SHIFT建更換軸向，點(diǎn)擊一下SHIFT建，更換一次軸向。當(dāng)屬性面板出現(xiàn)XOK標(biāo)記，證明這條參考線，計(jì)算機(jī)已經(jīng)認(rèn)為它是X軸方向了。但是X 滅點(diǎn)還是沒有找到，因?yàn)橐粋€(gè)滅點(diǎn)需要兩條線才能確定。

15、再點(diǎn)擊下面的參考線，點(diǎn)擊SHIFT建更換軸向，當(dāng)它更換為X軸時(shí)，這兩條參考線就能決定X方向的滅點(diǎn)，所以X方向的滅點(diǎn)，計(jì)算機(jī)找到了。

16、 點(diǎn)擊左側(cè)的參考線，點(diǎn)擊SHIFT鍵更換軸向，當(dāng)顯示為ZOK時(shí)，完成。我們要把這個(gè)方向當(dāng)成Z方向，藍(lán)色的。

17、點(diǎn)擊右側(cè)的參考線，點(diǎn)擊SHIFT鍵更換軸向，當(dāng)更換為ZOK時(shí)，所有解算完成。這是因?yàn)?，?jì)算機(jī)需要知道兩個(gè)滅點(diǎn)即可算出攝像機(jī)的位置，也能算出Y方向。

18、點(diǎn)擊相機(jī)啟動(dòng)，點(diǎn)擊下面的“創(chuàng)建攝像機(jī)映射貼圖標(biāo)簽”和“創(chuàng)建背景對(duì)象”。不創(chuàng)建這兩步，你在攝像機(jī)視圖將看不到“成果”喲。

19、建立一個(gè)圓錐模型，可以滾動(dòng)鼠標(biāo)中間滾輪，拉近拉遠(yuǎn)，看到它。

20、再創(chuàng)建一個(gè)字體。看看它們的位置和方向和硬幣的方向一致。

21、移動(dòng)一下字體看看。字體延XZ軸移動(dòng)時(shí)，也和場(chǎng)景透視保持一致。

22、在建立一個(gè)正方形，也是如此。

小結(jié)：

其實(shí)，這幾個(gè)模型還是在世界坐標(biāo)系中建立的，只不過我們根據(jù)背景圖，反算出攝像機(jī)的位置，重現(xiàn)調(diào)整了攝像機(jī)。從攝像機(jī)里，看到模型好像與背景的透視“契合”了。

第二個(gè)練習(xí)：進(jìn)一步熟悉流程

攝像機(jī)校準(zhǔn)可以用參考線+固定點(diǎn)，也可以用網(wǎng)格+固定點(diǎn)；也可以三者聯(lián)合應(yīng)用，以最好結(jié)果為準(zhǔn)。

1、建立相機(jī)，添加“相機(jī)校準(zhǔn)標(biāo)簽”，載入一個(gè)圖片。

2、轉(zhuǎn)換到“校準(zhǔn)”面板，這次我們用網(wǎng)格+固定點(diǎn)試一試。

3、圖片上有兩個(gè)畫框，非常適合應(yīng)用網(wǎng)格。添加一個(gè)網(wǎng)格，調(diào)整點(diǎn)，與這個(gè)畫框?qū)R。

4、再添加一個(gè)網(wǎng)格，與左側(cè)的畫框?qū)R。

5、也可以調(diào)整下圖這樣，隨你而定。

6、添加固定點(diǎn)，下圖為右下角。

7、在場(chǎng)景中建立兩個(gè)網(wǎng)格，你用哪一個(gè)都可以獨(dú)立算出相機(jī)位置。

我們選用左側(cè)的網(wǎng)格。點(diǎn)擊左側(cè)網(wǎng)格，點(diǎn)擊上邊的平行棚頂?shù)木€，按SHIFT鍵切換軸向?yàn)閆，那么網(wǎng)格下面的線也自動(dòng)為Z，Z方向的滅點(diǎn)就自動(dòng)算出。(當(dāng)然你也可以讓它為X)

8、點(diǎn)擊左側(cè)豎直的一條線，點(diǎn)擊SHIFT鍵，切換為Y，網(wǎng)格右側(cè)的豎直線自動(dòng)也為Y，那么Y方向的滅點(diǎn)自動(dòng)找到。兩個(gè)滅點(diǎn)出現(xiàn)，解算完成。

9、點(diǎn)擊下面的“創(chuàng)建攝像機(jī)映射貼圖標(biāo)簽”和“創(chuàng)建背景對(duì)象”。啟用攝像機(jī)。

10、創(chuàng)建角錐和立方體。

11、在場(chǎng)景移動(dòng)一下他們，模型和背景圖完全“貼合”，好像這兩個(gè)模型真在這個(gè)圖片場(chǎng)景中一樣。

【總結(jié)】

這個(gè)技術(shù)適合靜態(tài)圖片的合成。實(shí)際上最關(guān)鍵兩步：一是在圖片相應(yīng)位置建立參考線、網(wǎng)格、關(guān)鍵點(diǎn)；二是手工指定XYZ軸向。一般情況下計(jì)算機(jī)知道兩個(gè)方向的“滅點(diǎn)”，它就能算出攝像機(jī)的位置。當(dāng)然還有其他方法，比如某個(gè)參考線的高度或長(zhǎng)度等等，還有很多知識(shí)，這里不再細(xì)講，拋磚引玉，自己研究吧。

最關(guān)鍵是如何設(shè)置參考線和網(wǎng)格，C4D幫助里有幾個(gè)截圖，如下：

注意顏色代表的是哪個(gè)軸（X紅色、Y綠色、Z藍(lán)色）

【后記】

1、在這大熱天，搖著扇子（我不喜歡空調(diào)），流著汗水，寫得夠多的了，筆記本上都用汗水啊。

2、還有一些問題，比如，如何建立模型在圖片背景“地面”的陰影？如何把模型打上恰當(dāng)?shù)臒艄?，使之非?！叭诤稀迸c背景圖片？當(dāng)然在C4D中有很多辦法解決。但我想，最好的辦法就是把這個(gè)放置好的、打好光的模型輸出成一個(gè)PSD文件，然后到PS中與背景圖片去合成，這樣做是正路子。因?yàn)閳D像合成，PS是老大，能夠處理的非常逼真。

3、這種“攝像機(jī)校準(zhǔn)”技術(shù)，對(duì)于客戶拿一張照片，讓你在三維軟件中制作立體場(chǎng)景非常有用。這方面，有機(jī)會(huì)，我再編寫一個(gè)教程，根據(jù)一張室內(nèi)照片，制作一個(gè)和照片一樣的虛擬場(chǎng)景，將非常好玩。

4、下一篇研究：攝像機(jī)反求技術(shù)--視頻部分--MOTION TRACKER--運(yùn)動(dòng)跟蹤，這個(gè)技術(shù)對(duì)于從事C4D+AE的影視制作有幫助。請(qǐng)等待......