日期：2022年10月26日
作者：Ben Davenport（Pixotope）
虛擬製作正在蓬勃發展，這是有原因的。越來越多電影製作人、廣電公司及幾乎所有想用即時虛擬內容創造沉浸式體驗的人，都在使用它。透過將虛擬世界的靈活性與在製作過程中即能視覺化看到製作內容的能力結合，電影公司獲得了實現及完善其願景的新可能性。
虛擬製作非常依賴即時攝影機追蹤（Real-Time Camera Tracking），它能讓實拍的鏡頭與虛擬攝影機同步，進而讓3D資料與實拍鏡頭無縫整合。
在虛擬製作中，有許多方法可創造出演員可與之互動的虛擬環境。例如：
擴增實境（AR - Augmented Reality）：在真實世界環境中即時疊加虛擬物件。
虛擬攝影棚（綠幕）：允許真實物體及真實人物（演員）與電腦生成的環境及物件進行即時無縫互動。
延展實境（XR - Extended Reality）：使用大型LED牆來創造虛擬環境，讓現實生活中的演員能與之互動。
無論你為你的虛擬製作專案選擇哪種方法，高品質的攝影機追蹤是你不可或缺的工具。除此之外，隨著電腦的處理能力及軟體能力的提高，攝影機追蹤已變得更經濟實惠且容易實現。
那麼，什麼是攝影機追蹤，你如何在你的下一個專案中使用它？好吧，這裡有一些選擇的細分。
機械式 vs. 光學式影機追蹤
首先要注意的是，攝影機追蹤系統可分為兩類：機械式（Mechanical）及光學式（Optical）。
由於機械式追蹤系統在現場直播AR中的長期使用，它仍被視為是可靠的，是許多體育和現場活動的支柱，尤其是在較大型的場館。
透過放置在攝影機支架上的感測器（Sensor），機械式系統提供精確的攝影機運動資料：包括其位置和方位，而來自攝影機本身的額外資訊，同時提供了詳細的鏡頭參數。這就確保了在攝影機的每一次運動中，虛擬物體都能成為真實環境的一部分，反之亦然。
由於機械式追蹤感測器的性質，你可在無法使用光學式追蹤的情況下，使用這些系統。在你無法放置標記的地方、或在可識別的自然標記很少的地方（詳見下文），機械式系統是理想的選擇，例如：高爾夫中的推杆果嶺，它完全是綠色的。
然而，機械式系統可能需要大量的設置時間，且需要定期重新調整（Realignment）。除此之外，攝影機設備還必須有一個固定的原點，從那裡方可參考機械的運動，限制了其靈活性。
另一方面，光學式攝影機追蹤系統可為攝影機的移動提供更大的自由。使用光學式追蹤的攝影機可自由移動，你甚至可使用攝影機穩定架（Steadicam）。
由於追蹤感測器通常指向上方或下方，而不是進入場景，因此不受攝影棚條件的影響，如：燈光配置、反射和一般綠幕等。設置也相對快速和簡單。而光學式系統則有幾種不同的類型。
基於標記的攝影機追蹤
正如你可能猜想得到的，基於標記（Marker）的系統仰賴放置在場景周圍或至少在感測器視野中的標記。它們被當作參考點來計算攝影機的確切的位置和方位。
標記可採取幾種不同的形式，一種形式是預先校準的編碼地板（Pre-Calibrated Coded Floor），其中“絕對”標記保持在同一位置。由於標記已在鋪設的地板上就定位，不需要校準，所以設置起來快又簡單。
使用絕對視覺標記，可確保清晰和絕對的參考、快速初始化及無干擾的追蹤。與無標記系統、或具“隨機（Random）”而非絕對標記的系統相比，它們需要花費的力氣也小得多，因此比其他選擇更實惠。預先校準的標記地板，可在室內和室外使用，因此它的用途非常廣泛，也是一種以較低預算踏入虛擬製作的方式。
另外，你可結合絕對標記及精心放置的相對標記，在相同的攝影機和感測器設置下，精準的確定攝影機的位置。