薛山

什么是物體跟蹤？

對(duì)于視頻后期處理而言，想要在圖像中某個(gè)物體表面添加效果或新建物體，都需要建立在圖像跟蹤的前提下，因?yàn)槲覀兊囊曨l往往存在機(jī)位移動(dòng)或主體移動(dòng)，甚至兩者皆有，不做跟蹤，新建的效果只會(huì)固定在某一個(gè)地方，手動(dòng)逐幀調(diào)整對(duì)于10秒就至少240幀的視頻而言也是不現(xiàn)實(shí)的事情，所以，學(xué)會(huì)跟蹤很重要。

而一般來(lái)說(shuō)，我們無(wú)論在After Effect、Cinema4D、MAYA、Blender等軟件中，默認(rèn)啟用的跟蹤模式都是攝像頭反求，也即通過(guò)畫(huà)面中物體移動(dòng)的透視變化來(lái)反推攝影機(jī)的位置，所以一般在完成跟蹤計(jì)算后，我們會(huì)看到物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，而攝像頭在不斷地運(yùn)動(dòng)。

顯然，攝影機(jī)反求適用于機(jī)位移動(dòng)而主體不怎么動(dòng)的拍攝主題，對(duì)于機(jī)位基本固定，但物體不斷移動(dòng)的內(nèi)容而言，攝影機(jī)反求帶來(lái)的問(wèn)題就是整個(gè)新建的3D空間都會(huì)移動(dòng)，而我們此時(shí)可能只想要其中某一些跟隨移動(dòng)，而另一些則保持靜止或?qū)λ夭囊曨l中其他物體進(jìn)行另外的跟蹤，這時(shí)候就應(yīng)該使用物體跟蹤。

第零步，建議使用傳統(tǒng)相機(jī)拍攝的素材

素材是跟蹤信息的來(lái)源，而對(duì)于大多數(shù)3D軟件而言，手機(jī)拍攝的視頻素材有幾個(gè)關(guān)鍵的缺陷。其一是解析力差，手機(jī)的視頻優(yōu)化方向主要在自動(dòng)色彩映射、自動(dòng)HDR等方面，而我們進(jìn)行跟蹤操作時(shí)經(jīng)常需要200%甚至300%放大來(lái)標(biāo)定跟蹤點(diǎn)，且跟蹤計(jì)算的依據(jù)是圖像中的紋理對(duì)比度細(xì)節(jié)，這恰恰是手機(jī)視頻相對(duì)薄弱而相機(jī)較為強(qiáng)勢(shì)的方面。

其二是編碼兼容性一般，以iPhone為例，原生相機(jī)拍攝的H.265視頻總會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，即便是轉(zhuǎn)碼至H.264也無(wú)法解決，使用第三方相機(jī)APP設(shè)置H.264拍攝的素材會(huì)相對(duì)穩(wěn)定，但依然遠(yuǎn)比不上傳統(tǒng)相機(jī)。

第一步，開(kāi)啟物體跟蹤并選擇正確的焦距

在Blender最上方標(biāo)簽頁(yè)中點(diǎn)擊“+”號(hào)，選擇VFX-Motion Tracking進(jìn)入跟蹤工作面板，導(dǎo)入視頻，選擇與視頻匹配的渲染幀率并預(yù)加載到內(nèi)存后，在右側(cè)“跟蹤”欄的“物體”選項(xiàng)卡中新建一個(gè)“Object”，這樣就能開(kāi)啟物體跟蹤模式了。注意，這時(shí)候一定要正確填寫(xiě)你拍攝視頻素材時(shí)所采用的鏡頭焦距，比如我使用松下GH5S的12-42mm鏡頭廣角端進(jìn)行拍攝，那么其等效全畫(huà)幅焦距就是24mm，于是填24mm，具體設(shè)置如圖1。

第二步，對(duì)物體實(shí)施跟蹤并解算

跟蹤點(diǎn)應(yīng)該選擇在對(duì)比強(qiáng)烈的位置，如圖2所示，選擇文字邊緣、紋理凸出點(diǎn)等等，可以通過(guò)右側(cè)“跟蹤”欄來(lái)查看具體的標(biāo)記位置并進(jìn)行微調(diào)，這樣才能在較少人工干預(yù)的情況下完成跟蹤。其實(shí)任何的跟蹤對(duì)視頻素材都有較高的要求，首先是盡量不要有快速位移，因?yàn)檫@會(huì)形成明顯的動(dòng)態(tài)模糊，導(dǎo)致跟蹤點(diǎn)丟失，只能逐幀手動(dòng)跟蹤，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且準(zhǔn)確度會(huì)明顯下降。其次是盡量避免表面反光，因?yàn)楸砻姘l(fā)光也會(huì)導(dǎo)致跟蹤點(diǎn)錯(cuò)誤判斷，雖然手動(dòng)選擇RGB通道可以一定程度緩解這個(gè)問(wèn)題，但也會(huì)明顯增加工作量。

跟蹤過(guò)程中如果某些點(diǎn)斷線，就需要手動(dòng)定位到斷線那一幀，G鍵手動(dòng)移動(dòng)到應(yīng)有的位置后繼續(xù)跟蹤，再斷線就反復(fù)這一流程，如果需要干預(yù)的次數(shù)太多，不妨考慮換一個(gè)跟蹤位置進(jìn)行嘗試。

物體跟蹤完成后跟攝影機(jī)反求一樣需要進(jìn)行解算，如圖3所示，在跟蹤界面的左側(cè)可以進(jìn)入到解算選項(xiàng)卡，這里可以勾選“關(guān)鍵幀”選項(xiàng)，Blender會(huì)自動(dòng)選取視角差最大的兩幀來(lái)進(jìn)行計(jì)算，不過(guò)有時(shí)候自動(dòng)選取的效果并不一定是最好的，如果你的解算結(jié)果誤差總是非常高，但查驗(yàn)跟蹤效果又沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，那可能就是關(guān)鍵幀沒(méi)有選對(duì)，這時(shí)候可以嘗試再次自動(dòng)選擇或干脆手動(dòng)。

一般來(lái)說(shuō)，物體跟蹤的解算誤差在1個(gè)像素左右已經(jīng)算是比較好的，攝影機(jī)反求往往要求控制在0.5像素以內(nèi)，如果更換關(guān)鍵幀后依然有很高的解算誤差，建議重新選擇跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤解算。如果誤差并沒(méi)有特別大，比如3～5個(gè)像素，可以通過(guò)刪除誤差值較高的跟蹤點(diǎn)，或降低高誤差跟蹤點(diǎn)解算權(quán)重的方法來(lái)降低整體解算誤差。

第三步，跟蹤點(diǎn)3D標(biāo)記并加載物體跟蹤效果

在解算完成后，按A全選所有跟蹤點(diǎn)，在解算選項(xiàng)卡的“幾何數(shù)據(jù)”中點(diǎn)擊“網(wǎng)格3D標(biāo)記”，就能在3D工作區(qū)內(nèi)生成如圖4的一個(gè)點(diǎn)陣圖。這時(shí)候按空格鍵播放會(huì)發(fā)現(xiàn)它并不會(huì)跟隨移動(dòng)，這是因?yàn)槲覀冞€沒(méi)有將物體跟蹤的解算結(jié)果進(jìn)行加載。

如圖5所示，選擇點(diǎn)陣圖，并在“物體約束屬性”選項(xiàng)卡里添加“物體解算”，物體選擇為“Object”，相機(jī)則選擇“Camera”，再點(diǎn)擊“設(shè)置反向”，這時(shí)候再按空格鍵，就能看到點(diǎn)陣圖跟隨圖像移動(dòng)的效果了。

最后一步，導(dǎo)入想要添加的3D素材

為什么要將跟蹤點(diǎn)導(dǎo)入到3D工作區(qū)當(dāng)中？這是因?yàn)槲矬w跟蹤的物體位置與攝影機(jī)并沒(méi)有聯(lián)動(dòng)關(guān)系，我們需要一個(gè)準(zhǔn)確的位置信息來(lái)方便對(duì)齊新添加的物體，這些網(wǎng)格標(biāo)記的跟蹤點(diǎn)就是最好的選擇。

完成上一步之后，接下來(lái)就是導(dǎo)入或者新建我們想要的物體了，以本文的案例來(lái)看，我們的目的是將手里的瓶子替換成一個(gè)“雷神之錘”，所以如圖6，我將事先做好的“雷神之錘”導(dǎo)入到3D工作區(qū)，并從攝影機(jī)視角和側(cè)面視角來(lái)縮放、旋轉(zhuǎn)對(duì)齊，并仔細(xì)觀察整個(gè)視頻播放過(guò)程中，新建的物體可否對(duì)原物體進(jìn)行完整遮擋。

最后在合成面板中加入“影片剪輯”模塊，并使用“Alpha上疊”模塊連接“渲染層”，這樣就能在最終渲染中實(shí)現(xiàn)想要的圖像輸出了，當(dāng)然，為了增加真實(shí)性，也需要將本應(yīng)在新建物體前方的手指等位置摳出并放到最前端，我們的最終效果就基于圖7的合成設(shè)置而來(lái)。

最后，想看視頻版教程的就趕緊掃描二維碼吧，我們下期再接著聊！