【引言】

這張照片好玩吧？

? ? ? ?拍攝者通過調整照相機的角度，把場景中的物體和整體背景進行“對位”，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？

以下的內容作為“背景”知識，你可以不看。

電影攝制中的兩種“運動”：

在電影攝影過程中有兩種運動：一種是被攝體的運動，一種是攝影機自身的運動。電影誕生的初期，盧米埃爾兄弟向世人展示“活動的照片”，這標志了電影的誕生，但當時他們并未意識到只有畫面運動（被攝體運動），而沒有攝影機運動，電影的魅力只被發掘了一小部分。他們的后繼者發現攝影機與演員同時運動產生的驚人效果后，電影的“運動性”才被真正展現在觀眾面前。現代電影中“場面調度”和“機位調度”成了每位導演手中的一件利器，許多大受歡迎的影片正是很好的運用了這兩點才使得電影有了無窮的魅力！

電影攝影中這兩種運動的結合可以在很大程度上幫助影片敘事的完成、風格的建立和人物的塑造。在“演員動作”與“攝影機運動”的變化組合嘗試中，電影人創造出許多新穎的手法，比如「拯救大兵瑞恩」中，攝影師將攝影機綁在減振器上拍攝模擬戰場的慘烈和混亂；「重慶森林」中攝影機運動加抽幀的手法以體現迷幻與緊張的追逐；「羅拉快跑」、「有話好好說」這樣的影片則直接將攝影機運動作為強化影片敘事、突出影片風格的主要手段。可以說攝影機運動和演員調度的豐富組合已經被電影制作者廣泛運用。

對于一些特殊類型的影片，尤其動作類型電影，“運動”更是影片最重要的組成元素。在這類影片中，既有動作本身的美感，又有攝影機運動帶來的豐富變換的視角，當兩者絕妙結合在一起時，“運動”就成了影片最大的亮點。可以說，沒有運動就沒有電影。

正因為“運動”本身具有如此巨大的魅力，運動形式的創新也成為電影創作者永恒的追求目標，然而對于一些變化豐富而迅速的影片段落，常規的攝影機運動拍攝方法顯得有些力不從心。過去，只有通過多機位多角度拍攝、平行剪輯等手法來彌補對這類場面段落拍攝的不足。隨著現代攝影技術和數字技術的發展，新的方法和技術不斷被應用到攝影的運動控制這一領域中，比如Motion Control技術就是很好的將機械技術與數字技術同時應用于現代電影攝影技術的代表，它能幫助攝影師完成高精度、高反復率的畫面拍攝，并與數字合成技術結合完成傳統方法無法完成的復雜攝影運動。

攝影機運動軌跡反求技術的誕生：

數字技術運用于電影特技需要解決的基本問題之一是運動匹配，用于解決運動匹配問題的主要技術是跟蹤技術，目前已經廣泛應用于畫面跟蹤領域的技術是二維畫面跟蹤技術，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）。該技術可以精確的跟蹤畫面中的物體運動并進行特技合成，但它的缺點是只能針對被攝體進行跟蹤，對于電影攝影的另一大主要運動——攝影機運動，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發展起來，這就是攝影機運動軌跡反求技術。它的出現使數字特技合成技術中的運動匹配功能趨于完整，也使創作人員在創作過程中能夠更方便、更精確的進行運動畫面的合成。

在后期合成階段，傳統的畫面跟蹤技術只能跟蹤“畫面內”物體的運動，而對于“畫面外”的攝影機運動則顯得無能為力，同時，對畫面中被跟蹤物體的透視變化，也只能通過“四點跟蹤”技術模擬出來，這和實際拍攝中的物體透視變化有本質的區別，因此當被跟蹤物體出現被遮擋或出畫的情況時，就往往無法完成精確的跟蹤操作。

因此，對于導演和攝影師來說，他們急需一種技術，可以將他們從前期的攝影機運動局限中解放出來，更自由，更高效，更低成本的完成影片所需要的合成效果。攝影機軌跡反求技術就是這樣應運而生的。

簡單說，攝影機軌跡反求技術是根據畫面中像素的明度、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動軌跡，從而獲得在對應該畫面的攝影機在每幀（格）的運動軌跡和參數變化的。

在獲得這些參數后，創作人員可以在三維動畫軟件包中加入一個與實拍環境下攝影機運動相匹配的虛擬攝影機，從而給機位運動的畫面添加合成用的3D物體或背景，得到運動匹配的圖像。攝影機軌跡反求技術可以在以下幾種情況下工作。

1．創作人員精確記錄下前期拍攝時的各項參數，如鏡頭焦距、記錄幀率、運動模式等，在軟件中輸入前期拍攝的參數進行匹配運算。

2．創作人員不知道前期拍攝的參數，由軟件通過畫幅大小、像素長寬比自動推算。

3．與Motion Control設備交互式使用匹配參數。

【理論】

在C4D中，攝像機反求技術有兩種：

一種是處理靜態的“攝像機校準”標簽；另一種處理動態視頻的“運動跟蹤”（這個更復雜）。

這一篇首先研究一下如何處理靜態圖片的攝像機反求技術-----攝像機校準標簽的使用。

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，把這個場景逼真地給我用三維軟件制作出來；或者說，把這個模型合成到這張照片中，要逼真一些。你拿過那張照片一看，場景是一個特殊的角度，你如何做？在C4D中，建模都是在世界坐標系統進行的，模型的建立也是和世界坐標系統一的。

如果你直接去做，就會如下圖這樣，透視角度不對！

除非你調整坐標系和照片中的那個“地板”平面一致，否則很難搞定！但是，調整坐標系一是非常費勁，二是很難保證準確。如果，我們依然在世界坐標中建立模型，用最上邊的方法，調整攝像機的角度，使這個模型在攝像機里，與背景非常“契合”，那該多好啊。如果你掌握攝像機的“校準”標簽，就能輕松搞定！（點睛之處，和前邊扣題了。這個廣告如何！

）

原理如下圖：

RENDERED OBJECT是在世界坐標系中制作的模型，PHOTO是背景照片，通過攝像機“校準”標簽技術，計算出攝像機的一個特殊的位置，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“配合”，而相機這個位置，不用你手工調整，是靠計算機軟件計算反向算出來的，非常方便吧。實際的場景如上圖的右上角所示。

計算機要反向計算出攝像機的位置，它必須至少知道圖片上兩個消失點（透視學中的滅點），兩條線。

【案例】

還是通過一個案例說明如何操作的吧。

第一個練習：熟悉流程

下載下面練習圖片，這是幫助中的練習圖片，而且都已經標記好了，使用這個圖片熟悉一下操作流程。

1、在場景中建立一個攝像機。

2、在攝像機上按右鍵--CINEMA4D標簽---攝像機校準標簽。

3、點擊該標簽--屬性面板--圖像。點擊圖像--載入這張圖片。

4、點擊最重要的面板--校準。

5、點擊“添加參考線”，場景中就出來一條參考線。

6、用鼠標移動線的一端，通過放大鏡，與紅色的線對齊。

7、調整線的另一個端點，對齊紅色的標記線。

8、按CTRL鍵，拖動復制一條參考線，對齊上邊的紅色標記線。

9、現在完成兩條參考線的對齊。這兩條線通過虛擬延長，相交一點，就會形成一個“滅點”。為什么標記是紅色呢？因為這個方向，我們想讓它當做X方向（X軸為紅色的）。

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

11、下圖是復制兩條參考線，對齊藍色標記線（Z).

12、再添加一個“添加固定點”，用鼠標引動到標記為PIN的位置。這個固定點相當于虛擬平面的（0，0，0）位置。

13、現在場景中已經添加完成7條參考線和一個固定點。看右側的校準面板參數為紅色。這告訴你，計算機還沒有找到攝像機的應有位置，你必須手動告訴它。

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，點擊一下SHIFT建，更換一次軸向。當屬性面板出現XOK標記，證明這條參考線，計算機已經認為它是X軸方向了。但是X 滅點還是沒有找到，因為一個滅點需要兩條線才能確定。

15、再點擊下面的參考線，點擊SHIFT建更換軸向，當它更換為X軸時，這兩條參考線就能決定X方向的滅點，所以X方向的滅點，計算機找到了。

16、 點擊左側的參考線，點擊SHIFT鍵更換軸向，當顯示為ZOK時，完成。我們要把這個方向當成Z方向，藍色的。

17、點擊右側的參考線，點擊SHIFT鍵更換軸向，當更換為ZOK時，所有解算完成。這是因為，計算機需要知道兩個滅點即可算出攝像機的位置，也能算出Y方向。

18、點擊相機啟動，點擊下面的“創建攝像機映射貼圖標簽”和“創建背景對象”。不創建這兩步，你在攝像機視圖將看不到“成果”喲。

19、建立一個圓錐模型，可以滾動鼠標中間滾輪，拉近拉遠，看到它。

20、再創建一個字體。看看它們的位置和方向和硬幣的方向一致。

21、移動一下字體看看。字體延XZ軸移動時，也和場景透視保持一致。

22、在建立一個正方形，也是如此。

小結：

其實，這幾個模型還是在世界坐標系中建立的，只不過我們根據背景圖，反算出攝像機的位置，重現調整了攝像機。從攝像機里，看到模型好像與背景的透視“契合”了。

第二個練習：進一步熟悉流程

攝像機校準可以用參考線+固定點，也可以用網格+固定點；也可以三者聯合應用，以最好結果為準。

1、建立相機，添加“相機校準標簽”，載入一個圖片。

2、轉換到“校準”面板，這次我們用網格+固定點試一試。

3、圖片上有兩個畫框，非常適合應用網格。添加一個網格，調整點，與這個畫框對齊。

4、再添加一個網格，與左側的畫框對齊。

5、也可以調整下圖這樣，隨你而定。

6、添加固定點，下圖為右下角。

7、在場景中建立兩個網格，你用哪一個都可以獨立算出相機位置。

我們選用左側的網格。點擊左側網格，點擊上邊的平行棚頂的線，按SHIFT鍵切換軸向為Z，那么網格下面的線也自動為Z，Z方向的滅點就自動算出。(當然你也可以讓它為X)

8、點擊左側豎直的一條線，點擊SHIFT鍵，切換為Y，網格右側的豎直線自動也為Y，那么Y方向的滅點自動找到。兩個滅點出現，解算完成。

9、點擊下面的“創建攝像機映射貼圖標簽”和“創建背景對象”。啟用攝像機。

10、創建角錐和立方體。

11、在場景移動一下他們，模型和背景圖完全“貼合”，好像這兩個模型真在這個圖片場景中一樣。

【總結】

這個技術適合靜態圖片的合成。實際上最關鍵兩步：一是在圖片相應位置建立參考線、網格、關鍵點；二是手工指定XYZ軸向。一般情況下計算機知道兩個方向的“滅點”，它就能算出攝像機的位置。當然還有其他方法，比如某個參考線的高度或長度等等，還有很多知識，這里不再細講，拋磚引玉，自己研究吧。

最關鍵是如何設置參考線和網格，C4D幫助里有幾個截圖，如下：

注意顏色代表的是哪個軸（X紅色、Y綠色、Z藍色）

【后記】

1、在這大熱天，搖著扇子（我不喜歡空調），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的燈光，使之非常“融合”與背景圖片？當然在C4D中有很多辦法解決。但我想，最好的辦法就是把這個放置好的、打好光的模型輸出成一個PSD文件，然后到PS中與背景圖片去合成，這樣做是正路子。因為圖像合成，PS是老大，能夠處理的非常逼真。

3、這種“攝像機校準”技術，對于客戶拿一張照片，讓你在三維軟件中制作立體場景非常有用。這方面，有機會，我再編寫一個教程，根據一張室內照片，制作一個和照片一樣的虛擬場景，將非常好玩。

4、下一篇研究：攝像機反求技術--視頻部分--MOTION TRACKER--運動跟蹤，這個技術對于從事C4D+AE的影視制作有幫助。請等待......