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[User Guide] 3D-Equalizer V3中文用户手册2 [复制链接]

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发表于 2016-12-9 10:14:31 |显示全部楼层
《NukeX 6.3影视后期合成》高级案例合成视频教学 低级促销中

       转自:VFXnews       原文链接:http://www.vfxnews.net/news/news-show.php?id=92



译者:mightyang


VFXnews原创教学  谢绝任何形式的转载




术 语


在3DE和这本手册里将用到一些特定的表示方法,这些表示方法对于有经验的模型或者合成师来说比较简单。在下面的章节内,我们来回顾下这些表示方法。



基本的几何体表示方法


当一个场景被摄影机记录下来时,每一个瞬间摄影机都是由位置和方向来定义的。在空间里,我们可以采用(x ,y ,z)的方式来表示位置。而摄影机的方向,基本上朝向它所拍摄的物体,并以之为轴,在不同的方向进行选装,最普通的就是标准的(rx, ry, rz)方式进行旋转。这种表示方式并在这里并不是很重要。在类似场景里,我们可以用它的位置和方向对他的空间状态进行描述。让我们来看下,下面这个运动的摄影机实例。



摄影机和图片

摄影机或者电影是对事物的在时间中不断发展的过程进行记录,它有开始和结束。因此,我们可以非常清晰的明白一个序列帧的摄影机运动轨迹:他是所给镜头的摄影机的一组位置和方向的数据。我们可以非常简单的想象出如下一个摄影机运动轨迹。


摄影机运动轨迹



简单来说,我们可以将摄影机想像成一个金字塔形状的几何体,在我们的软件里经常以这种方式表示的,也包括其他一些动画软件。这个形状非常简单,但是又非常形象,我们可以一直用到了后面了非线性影响之前,比如镜头畸变等,这个模型就不适合讲解了。


摄影机的金字塔简易模型


3DE的摄影机相关几何学信息(除去镜头畸变)可以从这个金字塔模型体现出来:包括有焦距、底片(胶卷)宽度和胶卷高度。另外一个重要的参数是像素比,但是这个值在数值化处理过程中比在摄影机光学意义上要重要。摄影机模型以及数字化处理将会在摄影机调节部分以及Selected Topics章进行解释。关于畸变模型部分将在附录里面进行精确的定义。


我们来假设下,我们想要给背景添加一些CG元素,并且保持其精确的透视关系。CG元素通过一虚拟摄影机渲染出来。如果摄影机定位准确,即求出的虚拟摄影机运动路径跟真实摄影机的运动路径匹配精确,那我们的CG物体和真实场景的透视关系也将会准确匹配。因此,真实摄影机的运动状态可以从镜头内计算出来,而3DE的作用就是如此。




3DE的输入图片文件,叫做frames(帧)。这些帧可以被分成两种类型,叫做序列帧和参考帧。一个真实的序列帧是一组帧,由摄影机拍摄记录的,需要满足一下条件:图片内容必须得连续不断(否则很难跟踪或者跟踪准确)。换句话说,不论是摄影机位置和方向还是物体的位置和方向都不允许出现跳帧现象(非连续的)。相对于序列帧,参考帧一般是单一的记录真实场景或者真实物体。它们可以是照片类型。3DE的任务就是从序列帧里计算出摄影机或者物体的运动信息。而参考帧的目的就是为了给3DE提供辅助的信息。一般情况下,在参考帧里,图片并不像序列帧那样包含任何连续性的信息。


在序列帧与参考帧的过程中,帧里面的点是由用户定义的。这个过程叫做运动追踪。追踪的意思表明如我们上面所提及的,序列帧是连续的。获得的结果叫做追踪曲线,二维的曲线(由像素点坐标表示)。在实际中,追踪曲线往往不能表示整个序列帧中的点的运动状态。反着来说,当一个真实场景中的点被遮挡或者其他原因而不可见时,追踪曲线将被打断。不过为了简单说明,我们假定整个场景里的点都是可被追踪的。



摄影机点组和物体点组

当一个摄影机记录单个物体时,3DE计算摄影机和物体直接的几何关系。我们在下面举例说明摄影机与物体之间的相对运动。首先,我们来创建一个圆形的摄影机运动轨迹,轨迹中间放着一个立方体。3DE对这种运动轨迹的计算完全等同于一个静止的摄影机和一个旋转的立方体。



换句话说,想象下摄影机绕着自身的轴做竖直方向旋转。这种状体就等于一个静止的摄影机和一个运动的立方体。也可以等同于运动的摄影机和运动的立方体。



在实际中,我们需要两个信息:一个是摄影机相对于场景的绝对运动信息,一个是运动的物体相对于场景的绝对运动信息。例如,想象下一条街和一辆运动的汽车。摄影机和物体同事在街上运动。我们的任务就是用CG的汽车替换真实的汽车,并在街上移动。你可以添加模拟真实的灯光(比如太阳)以及在街上投射模拟真实的影子。因此,知道汽车与街道或者场景之间的相对运动信息是非常有用的。


物体点组:汽车;摄影机点组:街道


为了能够解决这类问题,3DE提供了一些方法,用于计算一个场景内的几个点组。我们下面将会介绍两个重要的概念:摄影机组和物体组。


为了能够计算出摄影机相对于街道的运动,我们可以在地面安置几个追踪点,然后我们想要这些点我们可以叫做摄影机组。汽车,是一个运动的物体,我们想要确定它与街道的相对运动信息。同样,先在车上放置一些追踪点,这些点我们可以叫做物体组。最多只有一个摄影机组,不过在原则上物体组可以随意数量。


如你所见,物体组和摄影机组可以非常清晰的分辨出运动的摄影机和运动的物体。我想应该不会有人会想着一个运动的街道和一个静止的摄影机。



偏 差

当3DE通过分析追踪曲线来计算一个摄影机运动路径(或者物体运动路径)时,点的三维空间坐标也可以被求出。通过摄影机视线方向到图片平面发射射线,分析后安排好摄影机和点的位置,不过在射线与点之间总会存在一定的误差。这个误差将会被映射到图片平面,表示成像素点误差。在3DE软件和手册里,我们将这种误差称之为偏差。因此,偏差是帧与点组之间的数量关系。在3DE的状态窗口中,你可以通过曲线来检查整个序列帧与点组之间的误差。偏差的精确定义比较繁琐,所以在这里,我们就不详细介绍了。它非常明确的表示在三维空间的点映射到图片的位置与图片中被追踪的点的平均差异。



计算方法

让我们想象下在3DE里摄影机运动是如何被计算的。在现在的版本里,3DE区分为两种不同的状态:(1)摄影机在三维空间里进行位移和旋转。(2)摄影机只旋转,不位移,比如当摄影机被一个三脚架固定。属性固定或者不固定只针对摄影机组,且它只相对于序列帧。处理这类序列帧的方法叫做fixed camera position mode(FCPM)(摄影机位置固定模式),可以通过激活“fixed camera position constraint”选项来启用。




工作流程

在下面这个图表中,你可以看到一个简单3DE典型的工作流程。在教程中,以步进式的方式来详细讲解。正如图表中所示,流程的基本是先建立由帧构成的工程,即加载参考帧或者一个序列。不过一个工程有可能只是由参考帧组成,比如你想要用3DE用于照相测量法中,即通过记录物体的图片中来测量出三维物体。不过,在实际中,大部分的工程只包含序列,在其他一些情况下,参考帧会被添加进去做辅助。


下一步是建立点组。点组是版本3内新加的概念。跟3DE版本相对比,版本2只能处理单独一组点组,现在可以通过名称来区分不同的点组,并将他们作为对象来处理。在教程中,你可以发现一些工程里会出现多组点组。在序列帧中这些点被追踪(然后被放置到参考帧内)。在我们的图表内,那些简单的被称为“track points(追踪点)”的点只是一些软件在实际中通过交互式方式展示给大家的一些相关的函数:选择最恰当的方法,放置关键帧,追踪(向前和向后追踪),当图片材料对比度比较低时调节图片。


我们已经收集了物体或者场景的基本信息。不过我们还需要明确的指导真实世界时如何映射到图片文件内的,即:我们需要制定摄影机几何体和数字化参数。摄影机的焦距以及底片的宽和高(或者video摄影机:CCD chip尺寸)。有多种方法来表示这些信息,例如,水平和竖直之间的张角,或者水平与胶卷的高宽比。由用户选择最合适的方式。


数字参数实际上就是视图的高宽和像素比。这里提到的所有参数均依赖于其他参数,而这种依赖关系决定了我们的摄影机调节窗口的结构。一般情况下,我们并不需要输入所有的参数。因为,根据上面说过的,有些信息是多余的,而有些不知道的参数可以直接由3DE计算获得。除了摄影机的基本几何信息外,还需要对摄影机光学非线性影响做必要的补偿。比如镜头畸变等。详细信息可以看下面的Lens Distortion章节。


一般情况下,一些摄影机参数是未知的或者是大概知道,明确知道以及可以猜出来的。摄影机参数。未知的摄影机参数可以通过软件进行计算。包括点在空间中的计算以及摄影机的运动轨迹。在下面的图表中,我们可以非常简单的总结出点的计算和摄影机运动轨迹程序步骤。


当所有的3D计算结束后,在原则上你可以导出所有的信息到动画软件里(或者可以进行3D处理的合成系统)。不过,它需要在3DE里面进行预览,然后提高计算的质量。Status Window(状态窗口)通过曲线来表示序列里的每个点组的偏差,然后在镜框里面进行解决。它也可以通过检查每个点的曲线,且这些曲线可以用于检查运动追踪的错误。我们可以不断的进行以下操作来优化追踪“check deviation curve->improve motion tracking”。在一些情况下,需要通过后置滤波器来光滑运动路径。这个也可以循环操作“tweak postfilter->generate preview”。一些用户提出在以高分辨率来最终渲染输出。在这种情况下我们可以选择“tweak postfilter->export data->render and compose->tweak again”或者类似选项。




有一些工程(特别是由于图片太龊了(经常碰到,可以说是大部分,有时候想吐血的冲动)导致追踪点不够用于计算出结果)会需要我们编辑摄影机或者物体的运动轨迹。这类函数我们建议是可选的,一般这些函数都放在最后处理(除了渲染那输出外),也就是导出动画曲线文件之前进行处理。如果序列帧看上去有镜头畸变,你可以使用WarpDistort外部工具来扭曲渲染图片或者去除真实拍摄图片中的畸变。WarpDistort工具可以读取3DE的工程文件然后通过指定畸变参数来去除畸变。



3DE V2和V3之间的差别

工程文件是向上兼容,即V2版本的工程文件可以被V3版本读取,但是V3的不能被V2的读取。


两个版本之间的最重要的区别在于V3版本具有更多的东西。换句话说,它可以控制多个点组(如上面提到的,V2版本是没有点组的概念),多个序列、多组参考帧以及相对应的多个不同的摄影机。


V3可以处理所谓的“无穷远点”,不过由于点太远而不能够准确的被三角测量出来,所以直接把它的坐标定为无限远。当前景相对移动速度比较快时这些点就会变得特别重要,由于前景速度过快导致了很难获得足够的点。


V3的镜头畸变模式由5个参数组成,允许用户手动调节,V2版本只有一个参数,不足以调节这种透镜类型。


最后,V3有一些约束,可以允许用户强制性的将摄影机限制在某个范围内。





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国内VFX行业首个TV栏目VFXnewsTV正式推出
有没有关于3DEqualizer做Motion Capture的资料。

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本帖最后由 我就是me 于 2016-12-12 10:01 编辑

有的哦,在后面的内容中,敬请关注哈!
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