电影视效制作中的Matchmove

简述

Matchmoving是后期视效制作中使用的一种技术，主要是对镜头画面进行摄像机反求和运动追踪。

摄像机反求，通俗来说就是通过追踪的二维点解算，还原镜头拍摄时真实的三维像机路径。

在实际工作中，matchmoving人员还会涉及到一点layout的工作。

layout翻译过来是布局，在求得三维相机后，需根据空间比例，透视关系，进行拍摄场景的还原。
即是将前期拍摄时的摄像机，被摄的人物与场景，在三维软件中进行虚拟重建。
下游组在得到“布局”好的文件后，才能往里放入三维动画，模型，特效等元素。

所以matchmoving在整个制作中是比较上游的部分，是完成一个特效镜头的“地基”。

历史

最早的VFX跟踪使用可能是在1985年，其来源于导弹制导系统中使用跟踪的概念。

在没有数字跟踪前，对于大多数特效镜头，相机都是静止不动的。

ILM拥有一个称为MM2的早期2D跟踪软件系统，该系统首先在《Hook and Death Becomes Her》中进行了测试。MM2不是自动化工具，而是手动2D微调工具，艺术家可以通过该工具手动更改位置关键帧。

而后，ILM的TD基于Fourier-domain算法，开发了最早的无标记跟踪系统，“rle_coarse”（用于像素级跟踪），“rle_fine”（用于子像素跟踪）和“rle_track”（适用于Graphics Gems点跟踪工具），用于从点数据中查找3d摄像机位置。

1992年，最早的跟踪系统Flame在NAB上首次亮相，并在1992年的Siggraph上正式发布。

2001年，boujou在NAB上推出，这个软件的普及让更多的3D专业人士认识和使用相机跟踪。

软件

• Boujou
• Pftrack
• SynthEyes
• 3DEqualizer
• Mocha

以上是市面上常见的摄像机反求软件，这里不对软件进行更多的介绍与评价。
如果想详细了解，可到软件的官网查看相关简介。

难点

在实际制作经验中，摄像机反求存在以下三个痛点：

• 畸变（Distortion）

当拍摄的素材存在畸变，二维跟踪点越接近画幅边缘，跟踪点提供的坐标信息越不准确。
这会增加解算像机时的错误率，得到错误的三维locator。
不过跟踪软件都具有矫正畸变的功能，对于普通的畸变都可以很好的解决。

而这里提到的难点是针对于anamorphic镜头和鱼眼镜头。
anamorphic镜头拍摄到的素材畸变往往带有畸变动画的，比如《无耻混蛋》电影中的一幕

还有就是鱼眼镜头，比如运动相机gopro拍摄出来的素材，这类镜头焦距小，往往畸变很大，矫正也较为困难。

• 运动模糊（Motion blur）

当摄像机快速移动的时候，被摄物就会产生模糊拖影。
而这样的“不清晰”在添加二维跟踪点的时候就会变得困难许多。

• 遮挡（Occlude）

遮挡同样是会影响添加二维跟踪点，因为跟踪点必须是添加到场景中静止不动的元素上，
如果场景中太多移动的元素，并且遮挡在镜头前，摄像机的反求也会变得困难重重。

依赖

说到摄像机反求，不得不提到Onset。
Onset可以理解为前期拍摄时的数据采集和现场辅助。
而摄像机反求依赖于相机数据，比如镜头对应的摄像机filmback，focal length。甚至有时候需要Onset人员提供Distortion grid和Scan model，以帮助反求时更准确的解算。

总结

国内的电影视效还处于初中级的起步阶段，MatchMover在国内来说算是相对冷门的职业。
相较于动画，渲染，合成来说，需求并不算多。
现在大多成熟的MatchMover也慢慢在往layout和Motion capture靠近。
这两项也是国内视效发展的重要趋势，也为更多的Matchmoving工作者提供了更多的可能性。