基于LED背景墻的電影虛擬化制作中攝影機跟蹤技術研究

李 想 趙建軍 陳 軍

(1.北京電影學院中國電影高新技術研究院,北京 100088)

(2.北京電影學院影視技術系,北京 100088)

1 前言

基于LED 背景墻的電影虛擬化制作技術(下稱“LED 虛擬化制作”)是指在拍攝現場,通過攝影機跟蹤系統和實時渲染引擎,將渲染畫面顯示到LED 背景墻上,演員在LED 背景墻形成的環境中進行表演,從而實現拍攝時的“合成”。這一技術極大地提高了虛擬化制作的效率,降低拍攝風險,擺脫傳統拍攝過程中的諸多限制,為影視拍攝、賽事直播、廣告制作、大型演出等不同領域的創作者營造更加友好的創作環境,如圖1所示。

圖1 LED虛擬化制作技術在不同領域中的應用

攝影機跟蹤系統是電影虛擬化制作的基礎,在實際應用中,對于跟蹤系統的要求往往強調定位精確度、穩定性、魯棒性和用戶創作的自由度。目前市面上已經存在多種對于剛體進行姿態估計和運動跟蹤較為成熟的解決方案,考慮精度、重量、成本和適用環境等因素,基于視覺的攝影機跟蹤方案已經成為目前進行虛擬化制作的熱門選擇。

隨著LED 虛擬化制作技術的興起,人眼對于真實場景與虛擬背景的相對穩定性更加敏感,同時攝影機自身的運動規律與普通剛體又存在著差異,再加上LED 虛擬化制作環境帶來的動態變化使得基于視覺跟蹤的應用環境又重新面臨挑戰。

本文對攝影機跟蹤系統在典型LED 虛擬化制作環境中的應用進行研究,通過一系列測試,利用客觀數據對跟蹤的精度、穩定性、魯棒性、數據處理傳輸速度、合成效果等方面進行分析,同時結合主觀操作感受,對攝影機跟蹤技術在LED 虛擬化制作這一新領域進行研究。……