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Mocap Solver

Mocap Solver 节点可用于获取从两个或多个摄像机位置观看个别跟踪点的运动。这通常被用来跟踪演员的身体或面部(跟踪点已经使用物理标记定义)的运动。

和标准的物体跟踪相反,Mocap Solver 节点并不假定物体是刚性运动。每个跟踪点的运动是完全独立的,因此可以代表非刚体运动。

Mocap Solver 节点可以有多个输入,每个对应一个不同视角的摄像机。第一个输入是主摄像机,第二个(或第三个等等)输入对应 witness(目击?)摄像机。;目击摄像机的分辨率可以和主摄像机不同,但帧率必须相同。

用法

为了计算由多个摄像机视角拍摄的跟踪点运动,确保目击摄像机的真虚匹配主摄像机是很重要的。如果不是这样的话,请在 Clip Input 节点上调节目击摄像机的入/出点或帧偏移,以使目击摄像机观看的动作与主摄像机是同时的。为了帮助这一点,定义一个参考事件(如眨眼或其他动作)是有用的,然后用参考事件来同步目击摄像机和主摄像机。

跟踪点应该使用 User Track 节点,确保每个跟踪点至少在两个输入剪辑中被跟踪过。注意,这些跟踪点必须被放在一个新的跟踪组内,因为与摄像机相关的跟踪点不能用于运动捕捉。下图显示了应该如何将两个输入剪辑(一个主摄像机和一个目击摄像机)连接到一个 User Track 节点上,然后连接到 Mocap Solver 节点:

以下截图显示了四个跟踪点: Tracker0001, Tracker0002, Tracker0003 和 Tracker0004,每个跟踪点都在主摄像机和目击摄像机中跟踪了:

创建跟踪点之后,必须在 Mocap Solver 节点设置主摄像机和目击摄像机信息。如果焦距信息在主摄像机或目击摄像机中可用,请在 Camera 选项卡中输入数据,帮助 Mocap Solver 生成更准确的结果。注意,输入焦距信息(除像素以外的任意单位都可以)时,请先确保摄像机传感器底片的宽度和高度是正确的。

为了使 Mocap Solver 估算跟踪点在 3D 空间中的位置,目击摄像机必须固定的(即不可以平移和旋转,而且必须是定焦)。如果之后一个目击摄像机,则主摄像机也比必须是固定的。如果使用了两个或以上目击摄像机,则主摄像机可以移动。要允许主摄像机移动,请确认 Camera 参数中的 Stationary 参数没有勾选。

解算后,显示在 Cinema 窗口的跟踪点,将根据它们的投影位置和 2D 跟踪点位置的匹配程度被着色。与 2D 文字匹配得很好的跟踪点(投影误差小于1个像素)为绿色,投影误差小于2个像素的为橙色,投影误差大于2个像素的为红色。在投影位置和它的 2D 跟踪点位置之间也会由一条误差线。

Motion Capture Using Pre-Solved Cameras

当主摄像机运动和观察的场景包含足够多的跟踪标记点时,在使用 Mocap Solver 节点之前解算摄像机的位置,通常可以获得更好的动捕结果。

这可以使用 Camera Solver 节点解算主摄像机和目击摄像机的位置,将结果传给 User Track 节点来跟踪动捕标记点,最后连接 Mocap Solver 节点。动捕跟踪点位置可以由以下方式之一生成:

启用 Use Input Cameras 选项并点击 Solve All 按钮。

点击 Solve Trackers 按钮解算跟踪点位置。

下面的截图是一个案例,显示了使用一个预解算的运动的主摄像机和一个目击摄像机的运动捕捉。(素材来源: http://www.hollywoodcamerawork.us/trackingplates.html)。 Auto Track 1 和 User Track 2 节点用来创建为跟踪 Camera Solver 节点中的主摄像机的运动和目击摄像机的位置的特征点。然后 User Track 3 节点用来创建运动捕捉的跟踪点(确保把它们放在一个新的跟踪点中)。

控制

注意:当 Cinema 的 origin centre 按钮启用时,用鼠标左键旋转 3D 视窗。同时启用视窗的 Origin 按钮,按下 Shift 键,将围绕当前摄像机位置旋转。否则选中的跟踪点位置将被用作原点。

Current clip:此菜单选项可用于更改在主图像窗口中显示的剪辑。

Current group:指定将用于运动捕捉的跟踪器组。注意 Camera 组的跟踪点不能用于运动捕捉。

Solver

Start/end frames:指定用于运动捕捉的开始和结束帧。单击S按钮将当前帧号存储为起始帧或结束帧。

Solve All:点击此按钮将解算摄像机和跟踪点位置。按住 Shift 键同时点击 Solve All 按钮,可以在后台运行运动捕捉解算。

Solve Trackers:点击此按钮将解算动捕跟踪点的位置。在上游添加了新的跟踪点,需要使用现有的摄像机位置来解算的情况下,这很有用。

Refine All:点击时,摄像机和运动捕捉跟踪点的位置将被调整,以更好地匹配跟踪路径。优化可以运行多次,按住 Shift同时点击此按钮,可以运行更长的优化。

Exactly match mocap trackers in the primary camera:启用时,在解算和优化过程中,3D 空间中的动捕跟踪点的位置可以设置为精确匹配主摄像机中的跟踪路径。注意,在目击摄像机中做此操作通常会增大误差。当此选项未启用时,误差将尽可能均匀地分布在主摄像机和目击摄像机之间。

Use input cameras:启用时,输入到 Mocap Solver 节点中摄像机将由于解算跟踪点的位置。开启此选项将锁定输入的主摄像机和目击摄像机,使它们在运动捕捉解算过程中不被改变。

Match background trackers:当跟踪点被用在上游以解算主摄像机和/或目击摄像机的位置时,开启此选项意味着这些跟踪点会被考虑到优化中,以最小化误差(除了用于运动捕捉的跟踪点)。注意,为了使上游的摄像机位置在优化过程中被修改,必须在 Camera 参数选项卡中锁定它。

Camera

摄像机控制选项卡包括与当前剪辑相关的摄像机信息。如果存在一个以上的输入剪辑,当前摄像机(和剪辑)可以使用 Current clip 菜单选项来修改。

Focal length:显示摄像机在当前帧的焦距。焦距可以设置为Known, Unknown 或 Initialised。如果摄像机的焦距事先知道,在此输入该值通常可以提高动捕解算的速度和精度。设置焦距为 Initialised 将允许在焦距范围编辑框中指定最大值和最小值,在焦距编辑框中可以输入一个初始值。注意,输入焦距值(除像素以外的任何单位)要求摄像机底片的宽度和高度被正确设置。

Focal range:当焦距设置为 Initialised,这些编辑框定义焦距允许的最大值和最小值。

Field of view:这下编辑框显示当前帧的水平和垂直视角(以°为单位)。

Film back:这些编辑框显示底片的水平和垂直尺寸。要改变底片大小,请在 Clip Input 几点中编辑摄像机预设值。

Pixel aspect:此框显示当前像素宽高比。要改变像素宽高比,请在 Clip Input 几点中编辑摄像机预设值。

Translation:此选项用来指定摄像机平移路径有多平滑,仅适用于非固定摄像机。平滑选项有None, Low, Medium 和 High。

Rotation:此选项用来指定摄像机旋转路径有多平滑,仅适用于非固定摄像机。平滑选项有None, Low, Medium 和 High。

Sync offset:此编辑框仅适用于目击摄像机,在运动捕捉解算过程中指定时间偏移值应用到目击摄像机上。这用于校正目击摄像机拍摄的帧和主摄像机之间有小小的差别的情况。设置此值为0.5表示由主摄像机在第 N 帧观看的动作,由目击摄像机观看时的准确时间点应该是第 N+0.5 帧.

Auto-sync:启用时,时间同步偏差将会在动捕解算过程中被自动计算。

Lock:启用时,摄像机的位置和方向将被锁定,以防止在优化解算时被调节。

Stationary:此选项仅适用于主摄像机。启用时,主摄像机被假定为固定的,此信息可用来帮助提高运动捕捉解算的精度。所有的目击摄像机都被假定为固定的。

Trackers

跟踪点列表包含所有进入 mocap solver 节点的跟踪点的信息。点击一个列头可以存储此列表。点击列表可以选中跟踪点。按住 Command 键或 Shift 键允许多选。

Name:显示跟踪点名称。

Active:表示是否在运动捕捉解算中激活跟踪点。要同时激活或停用多个跟踪点,请选中它们庵后点击跟踪点列表右侧的 Activate 或 Deactivate 按钮。

Rigid:表示跟踪点相对于所有有此标识的其他跟踪点,是在做刚性运动。这被用来提高动捕解算的精度。当跟踪点放置在演员的脸上时,通常他们额头上的点相对于其他点都是刚性运动。

Weight:表示在结果中给指定跟踪点的权重。默认值为1.0,增大表示 mocap solver 花费更大的努力去匹配3D 跟踪点的位置到它的路径上,可能会牺牲其他其他地方的精度。改变跟踪点权重通常可以帮助锁定一个结果到指定的跟踪点上。

Residual:此列显示跟踪点在当前帧的剩余投影误差(以像素为单位)。投影误差是指跟踪点路径位置和3D跟踪点投影到摄像机平面的位置之间的差异。理想情况下,每个跟踪点的投影误差应该接近0。

Distance:该列显示从当前摄像机帧到跟踪点在空间中的3D位置的距离。当运动捕捉无法确定哪个跟踪点在前景哪个在背景上时,可以用信息来检查。

All / None:点击此按钮将全选或全不选列表中的跟踪点。

Activate:点击此按钮将激活在 mocap solver 中选中的所有跟踪点。激活的跟踪点将用于解算。通过勾选跟踪点列表的 Activate 列可以分别激活跟踪点。

Deactivate:点击此按钮将停用在 mocap solver 中选中的所有跟踪点。激活的跟踪点将不用于解算。通过勾选跟踪点列表的 Deactivate 列可以分别停用激活跟踪点。

Smoothing:此菜单控制应用到3D空间中每个动捕跟踪点的平滑度的量。可用选项有None, Low, Medium 和 High。开启平滑时,3D跟踪点位置的抖动会减少。

Errors

Solver Log

此窗口包含由解算器生成的有用信息,当估算运动捕捉结果时,包括估算视角和焦距,还有解算时每个跟踪点的平均像素误差。默认情况下,解算器日志不存储在项目文件中,不过此行为可以从 General Preferences 窗口中更改。
下面是一个示例,当两个焦距未知的摄像机时:

Initial solve using cameras [Camera01] and [Camera02]
[Camera01]: Found focal length 9.075 mm (FOV= 51.7046 x 39.9662)
[Camera02]: Found focal length 12.3 mm (FOV= 39.3439 x 30.0367)

在此示例中,发现主摄像机视角是 51.7 x 39.9 度,目击摄像机是 39.4 x 30.0 度。

[Tracker0001]: initial error= 1.313 (min= 0.021193, max= 2.31726)
[Tracker0003]: initial error= 1.33468 (min= 0.0559052, max= 2.99335)
[Tracker0004]: initial error= 1.25211 (min= 0.0108167, max= 6.99517)
[Tracker0006]: initial error= 0.785642 (min= 0.0752704, max= 1.47206)
[Tracker0007]: initial error= 0.797631 (min= 0.022447, max= 1.46361)
[Tracker0008]: initial error= 1.483 (min= 0.155891, max= 3.52983)
[Tracker0009]: initial error= 0.857057 (min= 0.0644003, max= 3.43896)

上述文本介绍了估算摄像机位置后,跟踪点的初始投影误差,显示了每个跟踪点的平局误差(以像素为单位),以及整个序列帧中的最大值和最小值。

[Tracker0001]: error= 0.685231 (min= 0.00299527, max= 3.03761)
[Tracker0003]: error= 1.18003 (min= 0.0414735, max= 2.69461)
[Tracker0004]: error= 0.872787 (min= 0.0132997, max= 4.90216)
[Tracker0006]: error= 0.727525 (min= 0.00213882, max= 1.78646)
[Tracker0007]: error= 0.612514 (min= 0.00653726, max= 1.55146)
[Tracker0008]: error= 0.385082 (min= 0.00313076, max= 1.49515)
[Tracker0009]: error= 0.52303 (min= 0.000858293, max= 2.61386)

最后一节描述了优化后,所有跟踪点的投影误差。

Display

Show Ground:启用时,显示地平面。

Show Horizon:启用时,显示水平线。

Show Geometry:启用时,显示上游传入的几何体。

Show Names:启用时,显示选中的跟踪点的名字。

Show Info:启用时,显示选中的跟踪点的位置和残差信息。

Show BG Trackers:启用时,显示用于解算上游摄像机位置的所有背景跟踪点。

Marquee:启用时,可以在主图像窗口或透视/正交视图中绘制框选以选择跟踪点。按住 Command 键可以多选。按住 Shift 键可以将绘制套索选区,而不是矩形选区。

Centre View:启用时,主图像窗口将被平移,使第一个选中的跟踪点投影固定在窗口的中心。

默认键盘快捷键

Solve All:Shift+S

Refine All:Shift+R

Solve Trackers:Shift+T

All/None Trackers:Shift+L

Activate:Shift+A

Deactivate:Shift+D

Show Ground:Command+G

Show Horizon:Command+H

Show Geometry:Command+E

Show Names:Command+N

Show Info:Command+I

Show BG Trackers:Command+B

Marquee:Shift+M

Centre View:Shift+C

All Errors:Shift+E

Fit:Shift+D

Next Clip: C

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