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【UE4】在游戏开发和电影制作中使用虚拟相机

2020-04-24

马特·沃特曼(Matt Workman)帮助我们了解了虚拟相机是什么,如何工作以及如何帮助游戏开发商和电影摄制者。

使用虚拟摄像头意味着可以将CG摄像头跟踪到可以操作的真实摄像头装备。它可以让真人电影摄制者像在现实世界中一样控制CG相机,以获得更传统的电影感。你可能会问,它如何用于游戏。例如,《战神》完全由手持虚拟摄像机控制,并实时融合在一起。

虚拟相机-3dcat实时渲染云平台

真人电影摄影师和软件开发人员与我们一起解释了它的工作原理,设置方式,在硬件方面的需求等。

介绍

我叫Matt Workman,作为一名开发人员,我使用虚幻引擎创建了一个名为Cine Tracer的摄影模拟器。如今,全世界电影制片人都在使用Unreal Engine,并且可以在Steam上使用该引擎。

什么是虚拟相机?

“虚拟摄像机”或“VCam”是当你将CG摄像机作为父级并将其跟踪到人类正在操作的真实摄像机装备中时。一个常见的示例是跟踪手持摄像机的一些动态和电影动作镜头。最终,它允许真人电影制作人像在现实世界中一样控制CG相机。右手的工具为CG素材提供了更加传统的电影感觉。

关于硬件

尝试使用虚拟相机的最简单方法是使用虚幻引擎的免费“虚拟相机插件”,然后将iPad与免费的URemote应用程序配合使用。这使你可以使用iPad控制虚幻引擎中CineCamera的位置和旋转。你可以更改焦距,甚至可以记录相机的运动“拍摄”以供以后编辑。

UE4虚拟摄像机插件文档

另一种经济实惠的方法是使用HTC Vive控制器或Vive跟踪器,并将其连接到现实世界的摄影机设备上。一起使用SteamVR和UE4来制作虚拟相机非常简单。

在专业水平上,Mo-Sys,NCam,Stype,Vicon,Optitrack等公司提供了专用的企业摄像机跟踪解决方案。这些解决方案非常可靠,但价格昂贵,质量很高,可直接投入生产。

我使用Cine Tracer的目标是使日常电影摄制者可以使用虚拟制作工具,如果你拥有游戏PC或笔记本电脑以及HTC Vive,则可以在数分钟内尝试使用VCam。

UE4中的设置过程

借助UE4,你可以使用免费的虚拟相机插件,并为iPad下载免费的URemote应用程序。在线上有一些教程逐步介绍了该过程。

对于Vive VCam,你只想询问被跟踪设备(即Vive控制器或Vive跟踪器)的位置和旋转,然后将CineCameraActor的位置设置为“位置和旋转”。使用随附的SteamVR插件,这是UE4的所有本机功能,这是在UE4中编写普通VR游戏的方式。

你可以使用通常用于游戏开发的任何场景。Megascans随UE4一起免费提供,因此你可以快速拍出真实感的森林或山间场景,然后像在真实位置一样使用VCam。

有人将摄像机跟踪数据记录到UE4中的Sequencer或Take Recorder中。其他像我一样的人,则直接从视口记录素材,这就是最终的产品。它基本上将UE4当作相机一样对待,我在会话结束时只得到素材以进行正常编辑。

结合虚拟相机和混合现实

从VCam进行虚拟生产的下一步是将虚拟摄像机与实际摄像机匹配。因此,除了位置和旋转之外,我们还需要匹配一个真实的传感器和镜头。最终效果使你可以拍摄真实人物(相对于绿屏)并将其完美地置于虚拟环境中,并实时查看最终结果。然后,你可以自由移动相机,因为所有内容都已被跟踪。你现在可以在本机中跟踪相机并在虚幻引擎中键入素材。

最大的挑战

虚拟相机非常简单,因为所有内容都是CG。你要考虑的主要问题是跟踪数据的质量,因此它不会显得过于宽松或落后。使用iPad(ARkit)和Vive跟踪解决方案,你通常需要一间光线充足,没有窗户,镜子或黑色光泽表面的房间。他们使用不同的跟踪技术,但是两者都被提到的功能“迷惑”。

为了避免延迟,你想通过HDMI直接从GPU输出视图预览。实时渲染几乎没有延迟。

最后,如果适合你要捕获的相机工作类型,则可能需要实现一些基本的运动旋转平滑处理。从那里开始,一切照旧,就构图和动作而言,执行出色的相机工作是普遍的。

在Gamedev(游戏开发)中使用虚拟相机

自从有MOCAP演员跟踪摄像机以来,游戏电影就已经使用“虚拟摄像机”很长时间了。战争之神,整个游戏基本上都是用手持虚拟摄像头捕获的,并且可以实时完美地融合在一起。

电影制作中的UE4

虚幻引擎一直在努力构建工具,使免费的虚拟生产(包括VCam)成为其工具集的一部分。我是SIGGRAPH 2019 LED虚拟生产演示的导演兼副总裁,演示了Mandalorian拍摄方式的小版本。现在,这项确切的技术已免费成为引擎的一部分,或者将在以后的版本中添加。

由于使用了虚幻引擎,使实验和学习虚拟制作变得越来越容易,而且价格也越来越便宜,我相信将会发生一场虚拟制作革命,所有规模的制作人员都将使用它,并创新制作图像和讲故事的新方式。

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