淺談攝影機定位跟蹤技術

(北京電影學院現代創意媒體學院,山東青島 266000)

1 攝影機定位跟蹤技術的起源與發展

攝影機定位跟蹤指的是對真實空間中攝影機的位置和姿勢進行跟蹤的過程,包含空間位置信息X、Y、Z和姿勢信息Pan (橫搖)、Tilt(俯仰)、Roll(橫滾)六個自由度(6DOF,Degree Of Freedom)。在電影的現場實時預演過程中,這六個自由度的信息被實時傳送至虛擬渲染引擎,為引擎中的虛擬攝影機提供真實攝影機在三維空間中的位置和姿勢信息,以及鏡頭參數信息,包括焦距、焦點和光圈等,依靠實時渲染和實時摳像與合成技術,實現虛擬攝影機與真實攝影機的運動及構圖的同步,使得實拍畫面與虛擬元素得以實時合成。

電視節目制作領域應用的虛擬演播室技術,是使用定位跟蹤技術來跟蹤攝像機運動,將實拍畫面與虛擬元素進行合成的代表。1994年,首個應用于虛擬演播室來跟蹤攝像機焦點和焦距參數的基座誕生,該系統基于機械式跟蹤技術,利用編碼器測量攝像機鏡頭的運動數據,使得電視節目領域的虛擬制作成為可能,但是受技術限制,當時的虛擬背景制作都是基于二維圖像。1995年,可以定位攝影機在虛擬演播室位置和高度的機器人底座出現,三維虛擬演播室成為可能。

經過幾十年的發展,國內外虛擬演播室技術日趨成熟,基于機械式跟蹤、慣性式跟蹤和光學式跟蹤技術的攝影機定位跟蹤產品層出不窮,創作者們可以根據自己的實際需求選擇最適合的攝影機跟蹤產品。……