什么是运动追踪？

 

运动跟踪，也称为“匹配移动”或“摄像机跟踪”，是基于视频重建原始记录摄像机（位置、方向、焦距），即将 3D 对象及其位置插入实时镜头中，方向、比例和运动与原始素材相匹配。

 

例如，如果您有要在其中放置渲染对象的原始素材，则必须正确分析素材，并且必须重建 3D 环境（记录摄像机本身以及它们在 3D 空间中的位置的独特点）所以视角和所有相机运动都精确匹配。

 

对象跟踪功能可以看作是一个运动跟踪功能。详细信息可以在Objekt Tracker下找到。

 

这是一个复杂的过程，因此必须分几个步骤完成：

1. 独特的、易于跟踪的点（称为轨迹）将在镜头中确定，并跟踪它们的移动。这可以自动、手动或两者结合完成，称为2D 跟踪。
   

2. 使用这些轨迹，将创建一个有代表性的空间顶点簇（由Features组成），并重建相机参数。
   

3. 现在可以使用 几个辅助标签（约束标签）来校准项目，即 3D 空间中或多或少迷失方向的顶点簇（当然，包括相对清晰定义的相机）将根据世界坐标系进行定向。

注意：还要注意特殊的 Motion Tracker 布局（位于Layout菜单中界面的右上角），其中包含所有重要的命令和视图。

 该摄像头校准功能无关，与运动跟踪。但是，它可用于确定拍摄素材的相机焦距（这反过来有助于解决 3D 相机问题）

 

运动跟踪如何工作？

 

Motion Tracking 基于对原始素材中标记点（Tracks）的分析和跟踪。3D 空间中的位置可以根据这些轨迹移动的不同速度来计算，这取决于它们与相机的距离（这种效果被称为视差滚动）。

 

从左到右的水平相机移动。

 

请注意上图中素材 1 和素材 2 之间的区别。相机从左到右水平移动。后面的红色花瓶似乎比蓝色花瓶移动的距离（箭头长度）更短。视差之间的这些差异可用于定义 3D 空间中相对于相机的相应位置（以下称为轨迹）。

从逻辑上讲，如果素材包含多个视差，即由于它们与相机的距离而具有不同视差滚动速度的区域，则运动跟踪会更容易。

想象一下，您拥有飞越一座拥有众多摩天大楼的城市的镜头：这是 Cinema 4D 中运动跟踪的完美场景，具有清晰分离的建筑物、网格状街道和明确定义的轮廓。

另一方面，开阔的空间或节点平移（相机在现场旋转）更难分析，因为前者缺乏独特的参考点，而后者不提供任何视差。然后您必须在Reconstruction选项卡中选择特定的Solve Mode以定义应进行哪种类型的运动跟踪。

 

 

用于摄像机跟踪的运动跟踪工作流程

 

简化的运动跟踪工作流程。

 

 

如果要使用视频序列重建相机，请按以下步骤操作：

• 在主菜单中：选择跟踪器 | 完全求解并选择要求解的素材。上图中的工作流程现在将发生并包括 3D 重建。

• 如果Deferred Solve Finished显示在状态栏中，则一切顺利（另请参阅3D Reconstruction）。现在使用Constraint-Tags校准 3D 重建，然后进行测试渲染以查看它是否足够好。如果不是，则必须微调 2D 轨迹，然后必须重复重建和校准。

• 如果状态栏包含除Deferred Solve Finished之外的消息，您可以直接移动到微调 2D 轨迹，然后重复重建和校准，直到 3D 重建成功。

这是工作流的简化表示。当然，如果您选择了错误的求解模式或为运动跟踪器对象（“重建”选项卡）定义了不正确的焦距/传感器大小，则可能会导致有缺陷的重建。然而，最重要但也是最耗时的工作是微调 2D 轨迹。

注意：视频序列可能会受到更明显的镜头失真的影响（实际上笔直的线条会显得弯曲；极端示例：鱼眼效应），具体取决于所使用的录制相机。如果这种效果太明显或运动跟踪甚至因此失败，则可能需要使用镜头失真工具创建镜头配置文件并将其加载到此处。

 

只有一种方法可以检查该过程是否成功。当您看到添加到素材中的 3D 对象是否看起来逼真时，即它们是否不跳跃或不自然地移动时，这就是最后。

如果不是这种情况，您很可能必须再次微调或创建 2D 轨道。您可以修改一些设置，但运动跟踪在很大程度上取决于轨道的质量。Motion Tracker通过其自动跟踪功能提供尽可能多的支持，但最终您必须自己判断哪些轨道是好的，哪些是坏的 - 以及您必须自己创建多少新轨道。

请注意，还可以使用独特的运动跟踪器布局。它可以从GUI 右上角的布局下拉菜单中选择。

 

 

项目设置示例

 

成功创建相机重建后，必须正确定位对象并配备正确的标签。

 

红色球体的入侵。

 

在此示例中，发射器将球体扔到桌子上，桌子在桌子边缘滚动，与扬声器碰撞并掉到地板上。这个场景使用（不可见！）代理对象作为动力学碰撞对象，在监视器的情况下，隐藏它后面的球体：

 

几个简单的、有效放置的代理对象用于生成正确的阴影和碰撞。

 

每个平面都使用 Planar Constraint 标签的Create Plane功能定向（但是，Polygon Pen非常适合于此；启用 Snap 功能并激活3D Snapping和Axis Snap）。这些代理对象中的每一个都有以下标签：

• 启用合成背景和禁用投射阴影的合成标签。

• 素材标签设置为Frontal Mapping。

• 一个刚体标签，如有必要，将对象定义为碰撞伙伴。

作为这些设置的结果，除了阴影之外，代理对象对于渲染是不可见的（当然，必须为阴影创建和正确定位单独的光源）。