《影视特效镜头跟踪技术精粹(第2版)》——2.2 教程:使用摄影机贴图模拟镜头运动

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《影视特效镜头跟踪技术精粹(第2版)》——2.2 教程:使用摄影机贴图模拟镜头运动

异步社区 2017-05-02 16:31:00 浏览1747
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本节书摘来自异步社区《影视特效镜头跟踪技术精粹(第2版)》一书中的第2章,第2.2节,作者 李伟,更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

2.2 教程:使用摄影机贴图模拟镜头运动

这一节我们先暂时脱离一下无休止的移动和旋转,我要向你展示透视匹配的另一个用途。一般来说透视匹配用于提供一个与图像相同的3D空间,然后由动画师添加额外的3D元素到场景中。但是完成匹配的摄影机还有另外一个鲜为人知的用途——对物体进行贴图投影。为了更清楚地说明这个问题,先想想通常给物体赋予贴图的方法:对物体进行UV投影,调整UV,输出UV网格,依照UV网格画贴图。而对于完成透视匹配的物体,还有另外一种贴图方法:Camera Maps(摄影机贴图)。

提示:本节内容在配套光盘上提供了对应的视频演示,文件为“Video_Tutorials\摄影机投影贴图.mov”。

让我们引入一个实例,以便更清楚地说明这个问题。打开光盘目录下tutorial_filesChapter_02sceneassetsimages子目录里的background.jpg文件,如图2.2.1所示,一个彩色拼图板上放着一个箱子。现在我需要把这个场景还原,并制作一段动画。通常的流程是,透视匹配之后,给每个物体分UV,参考照片画贴图。现在我们使用摄影机贴图来做,看看有什么不同。

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打开光盘目录下tutorial_filesChapter_02scenes下的camera_maps_start.max文件。这里我们已经完成了透视匹配,你可以看到场景中有3个平面和1个箱子的模型(如图2.2.2所示)。

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选择中间方盒子的模型,在命令面板的修改器列表中选择Camera Map。注意不要误选了“Surface Mapper(WSM)”,这个是空间扭曲类型的,两种不一样,如图2.2.3所示。

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然后在Camera Mapping属性栏中单击“Pick Camera”按钮,选取场景中的摄影机Camera01,如图2.2.4所示。

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按“M”键,调出材质编辑器,你可以看到场景中4个物体分别赋予了不同颜色的材质。选择中间红色的box的材质,给它的Diffuse添加贴图。所添加的贴图就是我们用作背景的background.jpg文件,如图2.2.5和图2.2.6所示。

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在材质编辑器中打开视窗贴图显示按钮,然后到透视图中看看发生了什么。你会发现方盒子上的贴图已经完全分布好了,跟背景中的一模一样,如图2.2.7所示。需要说明的是,场景中的所有模型都没有进行分UV的处理,我们贴图操作貌似也跟UV不搭边,究竟是怎么回事呢?

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让我们换一个角度,看看盒子背面是什么样子,如图2.2.8所示。你会发现背对摄影机的两个面上的贴图完全是错误的。现在你应该了解Camera Map修改器的用法了吧。实际上它就是一种特殊的UV投影器,基于指定的摄影机将 UV 贴图坐标应用于对象。它是一种将 3ds Max 的渲染对象无缝混合到背景环境中的重要方法。

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现在我们对场景中的其他物体做同样的处理,为了真实再现图片中的光影,需要将所有物体的材质的自发光属性设置为100,并将Diffuse颜色设置为白色。这样物体将不受场景中灯光的影响,完全呈现表面纹理的色彩和亮度,如图2.2.9所示。

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完成这一步之后,你会发现拼图板块和背后的墙面贴图有问题,这是因为摄影机进行UV投影的精度和模型网格的复杂度有关。我们需要增加这几个平面的网格分段数,将长度和宽度方向的分段数都设置为20,如图2.2.10所示。现在摄影机视图中你应该可以看到正确的贴图结果了。

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此时整个场景看起来应该如图2.2.11所示,注意贴图只在摄影机所对应的范围内有效。

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下面我们开始设置摄影机动画。打开自动记录关键帧,将时间滑块拖到最后一帧,然后移动摄影机。由于摄影机贴图有效区域的限制,摄影机的运动范围也将受到约束。摄影机的视野只能在有效区域以内,一旦移动出界,各个平面上就会出现接缝(如图2.2.12所示)。

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设置好摄影机动画后,确保有接缝出现。你也许已经发现了另一个问题:摄影机的运动导致物体间的透视关系发生变化,由于所有物体的贴图都是基于之前摄影机给定的,现在摄影机的位置不一样了,有些地方出现了破绽,如图2.2.13所示。

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这种贴图上的破绽是可以修补的。打开Photoshop,对比max中视图的显示,使用图章工具修补出现破绽的地方。修补的结果如图2.2.14所示,对应于光盘目录tutorial_filesChapter_02sceneassetsimages子目录下的ground.jpg和wall.jpg文件。

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这两张贴图分布赋予ground和back_wall平面物体,最后我们将得到完美的一段动画,如图2.2.15所示。光盘目录tutorial_filesChapter_02renderoutputcamera_map_animation.mov文件是渲染出来的动画文件,你可以借以参考。

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以上就是摄影机贴图的基本用法,它提供了由静态单帧制作动画的一种方法。其使用前提是透视匹配无误,以便能提供正确的摄影机。优势在于能完美地再现环境,由于贴图是照片直接投影过去的,环境的光影、质感都能最大限度地得以保留;缺点是摄影机的运动范围有限制,另外为了保证物体的纹理质量,原始单帧需要较高的分辨率。另外摄影机投影贴图的技术被广泛用于背景绘制和背景修复的工作中,在第16章里我们将继续讲述使用运动匹配的摄影机进行背景修复的技术。

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