怎樣制作线段动画_让JOY&DOGA走进现实 3D实景合成动画小教程

01 前言

实景合成动画是将虚拟的角色形象与真实拍摄的景物相结合的创作手法，我们部门制作的《蓝小方搬家视频》以及《故宫联名中秋礼盒视频》，都运用了实景合成的技术。它能让JOY&DOGA们打破次元壁，走到我们的身边，与现实的景物进行交互，创造出有趣的动画影像。本文运用AE、C4D搭配OCTANE渲染器，来讲解3D实景合成动画的技术要点与实现方式。

02 实景结合动画流程
实景结合动画制作流程，主要可以分为五个阶段：素材拍摄 - 素材处理 - 反求摄像机 - 匹配模型 - 后期合成。

03 拍摄实景素材场景选择

拍摄的场景内最好有一块稳定的平面来放置角色，如果需要特别精确的追踪，可以在要放置角色的位置用胶带定点。当前景物体对角色有遮挡时，遮挡物的外形要能够建模复刻，且应尽量清晰减少虚化。设备选择

拍摄镜头除非特殊效果需要，应避免大广角、鱼眼等畸变过大的镜头。运镜追求平稳，有条件的可以使用滑轨，也可以利用轮椅、滑板加上云台等道具，或者使用手持稳定器来实现镜头稳定。拍摄时，注意估计角色的高度宽度来决定机位，例如：我们拍JOY&DOGA，相机的机位就要放低，符合它们的身高尺寸。拍摄全程做好镜头数据的记录，方便后期追踪需要。光照记录

为了更好的记录光线信息，避免过亮或过暗导致信息缺失难以追踪，可以使用LOG模式来拍摄。拍摄时还要注意记录光照信息，如果是室内光线，要注意光线位置和色温。如果是室外光线，则记录时间地点方便后期估计太阳的高度和角度。如果有条件，最好每个拍摄的场景都搭配采集一张hdri图片，方便后期直接还原光照环境。

04实景素材前期处理

稳定画面

如果是手持拍摄的素材，画面难免会有抖动，很影响追踪效果。可以利用 “AE - 追踪”里的变形器稳定或稳定运动功能减少抖动。变形器稳定比较简单，点击后软件会自动进行抖动去除稳定画面。

当然变形器稳定也不是百分百适用所有情况，如果拍摄时有围绕一个目标物体进行推拉摇移，稳定运动是一个更好的选择。手动在目标物体上放置追踪点，再点击追踪，软件通过把追踪点始终稳定在画面中的固定位置，来进行抖动去除，应用前注意根据镜头移动的实际情况，来选择是否勾选位移、旋转和缩放。

镜头校正

素材有时也难免会出现一些畸变效果 ，可以使用AE里的光学补偿效果，对畸变进行调整。如果想要追求更好的畸变去除效果，推荐使用 Red giant VFX 里的 Lens Distortion效果。

基本调色

素材前期处理时的调色，是为了辅助C4D更好的进行追踪，所以不需要花太多时间追求艺术风格。只需要让画面有正确的曝光、恰当的对比度和平衡的色温即可。

添加锐化

这一步不是必须的，但是为了让C4D更容易的进行跟踪，前期素材处理时可以给画面增加一层锐化效果，即使调整的夸张一些也没关系，在后期合成可时以再去掉锐化效果。

导出序列帧

调整完成之后，最好导出JPG序列帧的形式，而序列帧的命名很重要，最好以"名称_[ 00000].jpg"的格式存储，因为C4D会读区序列帧的数字顺序作为Timeline的时间轴序列。

05 反求摄像机导入素材

C4D中的反求摄像机的方法是利用运动跟踪功能，首先要做的是在影片素材框里载入调整好的素材序列帧，并将重采样值调整至100%。待C4D分析完成，点击创建背景对象来创建背景材质。

2D 跟踪

第二步是建立跟踪点，跟踪点的数量和间距默认为300和19，大家可以根据自己电脑的性能，灵活调整数量与间距，点击创建自动轨迹，就能自动在画面中创建追踪点。

如果你的素材片段比较长，可以在时间轴间隔一段时间，重复点击创建自动轨迹，保证素材全程都有足够的跟踪点。追踪点建立完成，可以点击自动跟踪，自动对点的位置进行跟踪。待软件解析完成，画面上会出现带运动轨迹的跟踪点了。

3D 解析

跟踪完成就能进行下一步3D解析，这里就可以根据之前记录的镜头信息填写，如果没有记录这里可以填不知道，填写完成后就可以点击运行3D解析器，将平面的追踪点转化到三维的空间中。

位置约束

解算完成后，我们有时会发现在三维空间的追踪点还原的景物是倾斜的，这个时候就可以使用位置约束，帮助我们校正世界原点和轴线位置。共有三种形式的标签工具，创建位置约束，可以选择某一个追踪点做为世界的原点 ( 0，0，0 ) 位置。创建矢量约束和创建平面约束则可以通过连接追踪点形成线段和面，分别告诉软件X,Y,Z轴的正确位置。

3D 重建

3D解析完成的点阵已经足够我们推算现实场景的位置，但它们还是不够直观，想要更精确的效果，可以使用重建功能在三维空间内还原场景画面。重建一共有两种方式，一种是生成点阵，一种是生成网格，这两种重建的效果如图所示。

*OCTANE渲染器实时预览小技巧

本文用到的渲染器为OCTANE，而我们用运动跟踪直接创建的背景材质为C4D默认材质，无法被OCTANE渲染出来。这里有一个取巧的方式，可以让我们在OCTANE渲染器中能实时的预览到实景结合的效果。在OCTANE置中，勾选 Alpha channel 把OCTANE默认的环境去掉，我们就可以透过OCTANE实时渲染窗口看到C4D默认材质的背景图层。

06 摆位/遮挡/光线匹配

放置角色

根据点阵还原的场景，将角色要放置的平面建出来，并将角色摆在正确的位置，拖动时间轴检查，确认角色在固定的位置不会偏移。

制作透明阴影

为了后期合成角色有自然的阴影效果，需要渲染带透明度的阴影图层，具体的做法是给承接角色的影子的平面一个 Diffuse 材质，并在 Common 选项里勾选 Shadow catcher，在实时渲染里就可以看到平面已经变得透明，角色的影子也投影在真实的场景中了。

遮挡物建模

如果画面前景里有物体对角色进行了遮挡，我们需要依照遮挡物的外轮廓把模型建出来，放置在前景正确的位置。

光线匹配

拍摄的场景是室外，匹配光线时可以直接用太阳光，根据拍摄的时间，调整太阳光的方位角度，注意角度和方位，调整太阳大小，让阴影边缘模糊程度跟真实场景匹配。拍摄的场景是室内，匹配光线时可以使用光照环境类似的HDRI贴图，来模拟真实光照效果，也可以手动根据场景内光源位置排布灯光。

分层输出

最后制作好动画贴好材质，并添加适当的运动模糊后，我们就可以将C4D内的动画输出了。输出时最好将遮挡物、主体和阴影分多层级渲染出来，方便后期调整。给需要分层输出的物体添加Octane ObjectTag, 选择Object Layer，并给不同层级物体的Layer ID一个不同的数字，比如：阴影层2、主体物3、遮挡物4。然后在渲染设置 - Octane Renderer - Render Passes - Render Layer 里，勾选Enable，再把这次要渲染的图层ID输入上去，就能单独渲染出某一层的影像。

07 输出 & 后期合成分层调整

分层导入我们输出的内容，利用遮罩完成前景遮挡效果，然后分层添加效果，精细化调整让画面更真实。

整体调色

最后可以对片子进行整体的调色、添加滤镜、增加特效等，让画面更有艺术风格。推荐使用一些AE插件，如：Magic bullet looks, Film Convert Pro，Red Giant Trapcode Suite等，可以更便捷快速的帮助你达到想要的效果。合成输出

最后将动画输出，我们就完成实景合成的效果了。

08 其他经验静态反求摄像机

上面介绍反求摄像机的方法，适用于影像素材是动态的，C4D能通过相对的位移来计算摄像机的位置。但如果我们的影像素材是相对静止的，或者使用照片当素材，动态反求可能会失败，这个时候可以截取影像的一帧静态图像，并使用C4D中的摄像机校正标签工具，来反求摄像机，相对于运动跟踪，它的流程更简便，但也相对的没有那么精确。

摄像机校正的原理与运动跟踪中的位置约束很像，主要是通过在图片场景中依照透视添加线段或平面网格，来告诉软件场景中 X,Y,Z 轴的位置，一个轴向至少要添加两条线段来帮助定位。待 X,Y,Z 轴解析完成后，点击添加定点，来定位世界中的坐标原点(0,0,0)，摄像机的位置就能被定位出来了。

保留畸变的做法

在本文实拍部分，提到了要尽量消除视频中的畸变。但是如果有特殊需求，追求有畸变的视觉风格，也有办法让三维中的物体也产生光学畸变来进行匹配，具体可以参考MAXON 官方文档中 Lens Distortion 这一章，这里就不详细展开了。