آموزش جلوه های ویژه

آموزش جلوه های ویژه : بخش اول Tracking

ما در این سلسله مطالب، قصد داریم که روشهای ساخت جلوه های ویژه را بررسی نمایید. 
 شاید شما هم همین ایده را داشته باشید و یا اینکه آن را شنیده باشید که " چرا اگر ما در ایران میتوانیم جلوه های ویژه بسازیم ، وضع سینما و جلوه های ویژه سینمایی ایران به این گونه است؟" و یا اینکه اگر توان انجام این کار در ایران بود چرا هیج نمونه بارز و قابل تاملی در این زمینه وجود ندارد. برای روشن تر شدن موضوع باید عرض کنم که نمونه های بسیار زیادی وجود دارد که می توان به قدرت کاربران ایرانی اشاره کرد که به وفود در اینترنت میتوانید آنها را مشاهده کنید.اما مساله اساسی که مانع وجود این کار در ایران می شود هزینه های تولید است.

شما به پروژه های سینمای هالیوود و یا سینمای جدید هند ( بالیوود ) توجه بفرمایید. من یک مثال ساده در این زمینه می زنم. فیلم هایی که ما به عنوان شاخص و با جلوه های ویژه با کیفیت می شناسیم زیاد هستند. برای نمونه میتوان به فیلم مرد عنکبوتی نسخه 3 با بودجه ساخت 285 میلیون دلار و فروش جهانی حدود 850 میلیون دلار، کینگ کونک با بودجه ساخت 207 میلیون دلار و فروش جهانی حدود 550 میلیون دلار،دزدان دریای کاراییب ( پایان دنیا ) با بودجه ساخت 300 میلیون دلار و فروش جهانی حدود 960 میلیون دلار، آواتار با بودجه ساخت 275 میلیون دلار و فروش جهانی باورنکردنی در حدود 2.7 میلیارد دلار، جان کارتر با بودجه ساخت 300 میلیون دلار و با شکست تجاری در فروش جهانی به ارزش 254 میلیون دلار و صدها مورد دیگر اشاره کرد.

حال به سراغ چند فیلم ایرانی می رویم. فیلم ملک سلیمان که در اصل یک فیلم دولتی است با بودجه 4 میلیارد تومانی ( حدود 1.3 میلیون دلار ) از سوی مجلس و با جمع هزینه حدود 5 میلیارد تومان ( حدود 1.6 میلیون دلار )، فروش این فیلم در سینما به گفته تهیه کنندگان 1.5 میلیارد تومان ( حدود 500 هزار دلار ) می باشد. فیلم دوئل نیز با بودجه حدود 1 میلیارد تومانی ( حدود 330 هزار دلار ) و ... می باشد. اما نکته جالب اینجاست که باید نگاهی به جدول فروش فیلم های سینمایی ایران داشته باشیم جایی که اخراجی های 2 و 3 با فروش 5 میلیاردی ( حدود 1.6 میلیون دلار ) ، جدایی نادر از سیمین با فروش حدود 2 میلیارد تومانی ( حدود 650 هزار دلار ) ، کلاه قرمزی با فروش حدود 2-3 میلیاردی ( حدود 1 میلیون دلار ) و .... در صدر فروش جدول فیلم های هستند. ( آمار فیلم های ایرانی حدودی است زیرا آمارهای گوناگونی وجود دارد ).

خوب اجازه دهید 10 فیلم پر فروش تاریخ سینمای ایران را جمع بزنیم چیزی در حدود 30 میلیارد تومان خواهد شد که معادل 10 میلیون دلار خواهد بود. پس ما اگر 10 فیلم پر فروش ایران را داشته باشیم حدود 10 میلیون دلار فروش دشته اند. حال اجازه دهید نکته ای را متذکرشوم که میتوانید به راحتی نمونه های دیگری را از این مدل در اینترنت بررسی نمایید. به عنوان مثال فیلم مرد عنکبوتی 2 فقط برای جلوه های ویژه خود 65 میلیون دلار هزینه کرده و فیلم ترمیناتور 3 فقط 20 میلیون دلار برای جلوه های ویژه هزینه کرده است. جالب است بدانید همین فیلم مرد عنکبوتی 2 ، هزینه 5 میلیون دلاری را برای ساخت موزیک فیلم به سازندگان آن پرداخت کرده است. با یک جستجوی ساده در اینترنت می توانید مثال های بسیار زیادی را ملاحظه فرمایید.\

خوب پس ملاحظه میکنید که در ایران به نسبت فروش ، هزینه های تولید هیچ توجیهی ندارد تا فیلم هایی با کیفیت بسیار بالا ( از نظر جلوه های ویژه ) ساخته شود. زمانی که فیلم مرد عنکبوتی 2 برای ساخت جلوه های ویژه ( بجز دستمزد بازیگران، تولید، کارگردان و ... ) 6.5 برابر بیشتر از تمام فروش 10 فیلم برتر تاریخ سینمای ایران هزینه میکند، نباید انتظار داشت که در ایران بتوانیم هزینه آنچنانی را انجام دهیم. ساخت جلوه های ویژه هزینه بردارد بوده و برای بالا بردن کیفیت می بایست هزینه های هنگفتی را متحمل شد. حتما همه شما فیلم ماتریکس را دیده اید. در جشنواره سیگراف و سیگراف آسیا ، در کنار فضای نمایشگاه سمینارهای زیادی توسط سازندگان جلوه های ویژه و شرکت ها برگزار می شود . 2 سال پیش در نمایشگاه سیگراف آسیا ، سمیناری در مورد رندرینگ SSS برگزار شد که یکی از آنها به لحظه از فیلم ماتریکس ( 2 یا 3 متاسفانه نمی دانم کدام شماره است ، جایی که شخصیت های اصلی فیلم در باران مباره می کنند و یک مشت به صورت شخصیت بد فیلم برخورد میکند که قطره های باران را می شکافد و به صورت وی برخورد میکند ) اشاره می کرد و تکنیکی که برای ساخت آن صحنه به صورت FullCG و با اسکن سه بعدی صورت و تکنیک جدید و انحصاری SSS و ... در رندرینگ به کار رفته بود. با جستجو در اینترنت می توانید به این فیلم دسترسی داشته باشید .

نکته ای که در این سمینار می خواستم عرض کنم در اینجاست که گفته شد ما در این صحنه و صحنه ای که بازیگر فیلم با صد ها کاراکتر یک شکل در حیاط مبارزه میکند، بیش از 127 روز تحقیقات انجام دادیم و این باعث شد که با احتساب زمان ساخت آن بیش از چندین ماه پروژه ساخت فیلم به تعویق بیافتد که علاوه بر خسارت چندین میلیون دلاری به فیلم (بابت دستمزد بازیگران، اجاره ها و ... ) ، هزینه ای بالغ بر 5 میلیون دلار صرف تحقیقات و پردازش ها بشود. همانطور که می دانید فیلم ماتریکس از همان نسخه اولیه خود باعث شد تکنولوژی ساخت جلوه های ویژه رایانه ای بشدت متحول شود. به عنوان مثال در قسمت یک جایی که آسانسور منفجر می شود و آتش در فضای آسانسور و راهرو جریان پیدا میکند، محاسبات سیالات جدیدی پایه گذاری شد و همینطور در قسمت دوم جایی که کاراکتر اصلی در آسمان پرواز میکند، شبیه سازی لباس و موی کاراکتر اصلی در حین پرواز در آن فیلم به صورت انحصاری تولید شده بود و نوع تصویر برداری حرکت صحنه آهسته فیلم که امروزه در همه جا استفاده می شود. حال، آیا به نظر شما این صرف زمان و هزینه در ایران توجیهی دارد؟ آیا شما میتوانید تهیه کننده و یا کارگردان اثری را قانع کنید که نه میلیاردها تومان، بلکه میلیون ها تومان اضافه بپردازد تا به عنوان مثال انفجار بهتری در تصویر داشته باشد؟ یا اینکه کشتی حضرت سلیمان با آن حالت ابتدایی ساخته نشود؟ پس اگر بودجه محدود باشد نتیجه کار همین خواهد بود.

امیدوارم که منظور اصلی خود را از بیان این جملات به شما رسانده باشم زیرا تعداد زیادی از دوستان با نا امیدی اذعان می کنند که با توجه به فیلم هایی با جلوه های ویژه نامطلوب در ایران ، آیا امیدی به این رشته وجود دارد یا خیر ؟ در جواب، علاوه بر عرایض بالا، باید بگویم که شما آنکسی هستید که باید جلوه های ویژه را در ایران متحول کنید، با دانش خود، با کسب روشهای جدید و ارزان تر و با صرفه تر و ... پس کسب دانش تنها راه کار خواهد بود. این را هم بدانید که مرور آموزش ها و فیلم های اینترنتی تنها راه کار نخواهد بود ، بلکه شما باید ایده های جدید و تکنیک های جدیدی را ابداع کنید تا بتوانید خالق یک اثر جاودان باشید.
خوب اجازه دهید با این مقدمه ، به سراغ روشهای ساخت جلوه های ویژه برویم. قبل از اینکه شما را با جزییات و مقدمات خسته کنم، در اولین مرحله ابتدا به سراغ روش های Camera Tracking می رویم. در این مطلب ابتدا به بررسی ردگیری دوربین و نرم افزارهای آن خواهیم پرداخت و در مباحث بعدی متوجه خواهید شد که چگونه از آن در ساخت جلوه های ویژه استفاده خواهیم کرد.

اجازه دهید در مورد Camera Tracking بیشتر صحبت کنیم Camera Tracking .یا Match Moving یا 3D Tracking یا Camera Finding به روشهایی گفته می شود که توسط آنها میتوان موقعیت دوربین را در یک ویدیو از قبل تهیه شده مشخص نمود. به زبان ساده تر، شما توسط دوربین از یک صحنه فیلم برداری کرده اید و می خواهید یک مدل سه بعدی را بروی فیلم واقعی قرار دهید. برای مثال فیلم Transformer را تجسم کنید. روبات های سه بعدی که در یک نرم افزار مدلسازی شده و رندر شده اند قرار است به یک ویدیو اضافه شوند. اگر قرار بود که اینکار را در یک فریم انجام دهید خوب خیلی ساده و راحت بود اما زمانی که شما قصد دارید یک یا چند مدل سه بعدی را بروی یک ویدیو (shot) قرار دهید، تراز کردن مدل سه بعدی با صحنه فیلم برداری شده، و اینکه مدل شما دقیقا بروی زمین قرار بگیرد، بسیار سخت تر خواهد بود. سختی اینکار به خاطر این است که ما نمیدانیم که در نرم افزار سه بعدی خود ( فرضا 3ds Max یا Mayaو .. ) از چه زاویه ای باید مدلهای سه بعدی را رندر کنیم و یا اینکه دوربین را در چه مختصاتی قرار دهیم تا دقیقا مانند دوربین واقعی ما که با آن فیلم برداری شده است رندر شود، تا زمانی که بروی فیلم قرار میگیرند به گونه ای دیده شوند که با زاویه دوربین واقعی ما که فیلم را تهیه کرده یکسان باشد. خوب این یکی از کارهایی است که Camera Tracker ها انجام می دهند به این علت که دو یا چند تصویر را با هم منطبق می کنند به MatchMoving ها معرف شده اند. یعنی با استفاده از روشها و الگوریتم های خاص، کاری میکنند که مشخص می شود دوربینی که فیلم مورد نظر را تهیه کرده است در چه مختصاتی از فضا قرار داشته و چه مسیری راه پیموده و چقدر از صحنه فاصله داشته است. بعد از آن به راحتی دوربین را در نرم افزار سه بعدی خود مطابق با اطلاعات بدست آمده از دوربین فیلم مورد نظر قرار می دهیم.پس در یک کلام ما با استفاده از نرم افزارهای Camera Tracking یا Match Moving کاری میکنیم که مختصات دوربینی که با آن فیلم برداری کرده ایم را بدست آوریم. بعد از آن که مختصات دوربین بدست آمد، میتوانیم دوربین نرم افزار سه بعدی را که با آن کار میکنیم ( مانند 3ds Max ) را در همان موقعیت قرار دهیم . حال مطمئن هستیم که اگر از صحنه سه بعدی خود که دوربین آن منطبق بر دوربین واقعی موجود در ویدیو بوده است، رندری تهیه کنیم، تصویر بدست آمده بروی ویدیوی مورد نظر کاملا منطبق خواهد شد.

این ابتدایی ترین کار یک نرم افزار Camera Track می باشد. کار دیگری که این نرم افزارها انجام می دهند این است که موقعیت عناصر موجود در تصویر را در فضا مشخص میکنند. مثلا موقعیت زمین، دیوارها، اشیا ( مانند ماشین ها، شخصیت ها و ... ) .خوب فرض کنید شما یک صحنه از سطح خیابان را فیلم برداری کرده اید که مردم و ماشین ها در حال حرکت هستند و قصد دارید یک شخصیت سه بعدی مانند یک غول را به گونه ای در صحنه قرار دهید که بروی سطح خیابان در حرکت باشد. و یا اینکه موجود مورد نظر شما بروی سقف یکی از ماشین هایی که در حال حرکت است قرار بگیرد. باز هم شما می بایست با استفاده از نرم افزارهای ردگیری دوربین یا همان Camera Tracking ها ، موقعیت عناصری مانند سطح زمین، سطح سقف ماشین و ... را بدست آورده و آن مختصات را به نرم افزار سه بعدی خود منتقل کنید. حال میتوانید با استفاده از آن مختصات مدل سه بعدی خود را متحرک نموده و رندر کنید.

از دیگر کاربردهای نرم افزارهای Camera Track این است که اندازه ها را در فیلم بدست آورد. به عنوان مثال فرض کنید شما از یک صحنه فیلم برداری کرده اید و می خواهید بدانید که فاصله دو نقطه ای که در ویدیو وجود دارد چقدر است. Camera Tracking ها روشهایی برای بدست آوردن فاصله ها در یک شات ویدیویی در اختیار شما قرار میدهند. 
کارهای دیگری که میتوانید با Camera Tracking ها انجام دهید عبارتند از object Tracking , Depth Finding , Matching تبدیل فیلم های دوبعدی به سه بعدی،اصلاح لنز(Lens Distortion) و ... که در قسمت های دیگر ساخت جلوهای ویژه به دقت بررسی خواهند شد. به عنوان مثال از Object Tracking برای انطباق مدل سه بعدی با عناصر صحنه استفاده می شود. به عنوان مثال در فیلم IronMan ، برای قرار دادن مدل روبات بروی بدن بازیگر از روشهای Object Tracking استفاده می شود. البته Object Tracking یکی از بخش های اینکار است و این عمل تلفیقی از چند روش می باشد. در یک بخش آموزشی به طور مفصل به این روش خواهیم پرداخت اما اکنون می خواهیم بروی ردگیری دوربین متمرکز شویم. امیدوارم که مفهوم و دلیل استفاده از Camera Tracking را متوجه شده باشید.

متاسفانه باید در اینجا همه چیز را به صورت کلی و خلاصه مطرح کنم وگرنه برای هر کدام از روشها باید چندین کتاب نوشته شود . در نتیجه توقع دارم که دوستانی که این مطلب را می خوانند و قصد تمرین در این زمینه را دارند مفاهیم را درک کرده و خودشان تمرین های لازم را انجام دهند. در هر مقطع از کار هم اگر اشکال یا ابهامی وجود دارد میتوانند در جامعه مجازی رندرینگ و جلوهای ویژه مطرح نمایند. در این جامعه کاربران حرفه ای به سوالات شما پاسخ خواهند داد.
پس برای آخرین بار عرض میکنم که هدف استفاده از نرم افزارهای Camera Tracking بدست آوردن مختصات دوربین، مسیر حرکت دوربین، حرکت موضوعات درون صحنه، مختصات نقاط مورد نظر درون صحنه، بدست آوردن سطح تراز، سطح زمین ، دیوارها، کف، سقف، زوایا ، فواصل، پیدا کردن عمق صحنه ، اصلاح لنز،تثبت تصویر (Stabilization) و تهیه فیلم های سه بعدی (3D Movie) از فیلم های دو بعدی می باشد که با توجه به نوع کاربری آن، نرم افزارهای ویژه ای با همین تکنیک برای اینکار به وجود آمده است. از این سری میتوان به سه بعدی کردن ( stereo 3d ) فیلم تایتانیک جیمز کامرون اشاره کرد.
اما در مبحث ردگیری دوربین، ما سه نوع متفاوت از نرم افزارهای Camera Tracking در اختیار داریم که به نحوه عمل آنها برمیگردد.2D Tracking , 2.5D Tracking , 3D Tracking . در روش اول آنچه می خواهیم از نرم افزار بدست آوریم به صورت یک صفحه می باشد. یعنی مختصات های بدست آمده شامل نقاط، خطوط و در نهایت یک صفحه می باشد. کاربری این دسته از نرم افزارها و نرم افزارهای 2.5D در حقیقت بیشتر برای عملیات رتوسکوپی و Image Replacement می باشد. Image Replacement به تکنیکی گفته می شود که درآن تصاویر مورد نظر شما جایگزین قسمت هایی در ویدیو می شود. به عنوان مثال شما از یک صحنه فیلم برداری کرده اید که در آن یک تابلو قرار دارد. شما میتوانید یک تصویر را بجای تصویر تابلوی موجود در فیلم قرار دهید. یا اینکه در اکثر صحنه هایی که در آنها تلویزیون یا مانیتور یا تبلت و ... وجود دارد به دلایل مختلف می خواهید تصویری را جایگزین تصاویر آنها کنید و ... .

اگر نقاطی که در حال استخراج آنها هستید بروی یک سطح عمود یا در زاویه کمی نسبت به دوربین واقع شده باشند به این کار 2D Tracking گویند. اما اگر این نقاط به سمت عمق تصویر رفته باشند یا به زبان ساده تر در حالت پرسپکتیو قرار داشته باشند به این کار 2.5D یا 3/4 Perspective یا pseudo 3D گویند.

در حقیقت دو و نیم بعدی حالتی مابین سه بعدی و دو بعدی است. حالت سه بعدی هم کاملا مشخص است که چگونه عمل میکند. همانطور که عرض شد Camera Tracking روشی برای پیدا کردن نقاط در تصویر می باشد. پس در حالت دوبعدی ما مختصات X, Y از هر نقطه و درحالت سه بعدی مختصات X, Y ,Z از هر نقطه بدست خواهیم آورد؟ اما نکته ای که باقی می ماند این است که در نرم افزارهایی که به صورت 2.5D عمل میکنند، مختصاتی که از نقاط بدست می آید به چه ساختاری می باید باشد؟ اگر بتوانید این موضوع را حل کنید، مطمئن شوید که روش های 2D و 2.5D و 3D را درک کرده اید.

همانطور که عرض کردم، اگر بخواهیم در این مورد بحث کنیم باید صدها صفحه بنویسیم. امیدوارم که روش های ذکر شده و تفاوت آنها را درک کرده باشید. در این بین ما سه نوع دسترسی به نرم افزارها داریم. نرم افزارهای انحصاری Camera Tracking ، نرم افزارهای ایجاد افکت ویدیویی که در درون خود Camera Tracking دارند و حالت سوم پلاگین های Camera Tracking.هر کدام از این نرم افزارها قدرت و قابلیت های منحصر به فردی دارند. که سعی می کنم به صورت خلاصه در مورد هر یک توضیحاتی را بدهم. این نرم افزارها را قبلا در همین سایت معرفی کرده ایم بنابراین برای اینکه مطالب از حوصله خارج نشود، توضحیات تکمیلی را با لینک به مطالب قبلی ادامه خواهیم داد.
یک اصل اساسی در تکنولوژی وجود دارد که می گوید تکنولوژی از صنایع نظامی می آید و سپس در صنایع دیگر گسترده می شود. در اینجا هم عینا همین قضیه صدق میکند. وزارت دفاع آمریکا برای تکمیل سیستم هدایت موشکی خود از روش ردگیری دوربین استفاده کرد. این تکنولوژی به موشک کمک میکرد که با تصاویری که در مسیر حرکت خود توسط دوربین نصب شده بروی موشک بدست می آورد، هدایت خود را به صورت هوشمند در دست بگیرد و مسیر خود را تا رسیدن به موقعیت مورد نظر با روش Point Tracking اصلاح کند. بعدها در سالهای بین 1980 تا 1990 این تکنولوژی به تدریج به سمت ساخت جلوه های ویژه کشیده شد. گفته شده است که اولین بار تکنیک Camera Tracking در سریالهای تلویزیونی استفاده شد که انحصارا از نوع روش 2D بود است. یکی از کاربردهای دیگر Camera Tracking برای تثبت دوربین و کاهش لرزش و تکانهای دوربین است که به stabilization شهرت دارد. در سالهای اولیه Camera Tracking بیشتر برای این منظور استفاده می شد و لرزشهای دوربین را با آن اصلاح میکردند. تا اینکه یکی از قدرتمند ترین شرکت های ساخت و تولید جلوه های ویژه در دنیا به نام Industrial light and magic که به ILM شهرت دارد تصمیم به ساخت فیلم پارک ژوراسیک گرفت. در اینجا بود که ILM به این نتیجه رسید که روش 2D کارایی لازم را برای آنها ندارد و باید به سراغ روشهای 3D بروند. این روش توسعه پیدا کرد تا اینکه امروزه صنعت جلوه های ویژه بدون Camera Tracking غیر قابل تصور نمود.

از دیگر کاربردهای Camera Tracking ها مباحث Object Removal می باشد. این روش بیشتر در مباحث پاک سازی فیلم و یا همان رتوسکوپی و Roto Paint استفاده می شود به گونه ای که در کوچکترین کارها چه ساخت فیلم ها و چه تبلیغات و ... از یکی از خصوصیات Camera Tracking استفاده خواهد شد. پاک کردن طناب های متصل به بازیگران برای کمک به پریدن آنها، اصلاح مشکلات تصویر و ... از جمله کارهایی است که متکی به روشهای Camera Tracking و Point Tracking است.

نرم افزار قدرتمند Flame یکی از اولین نرم افزارهایی بود که ویژه کاربران VFX ساخته شده بود و هدف آن کمک به ساخت جلوه های رایانه ای بود. این نرم افزار در سال 92 به دنیا معرفی شده بود و یکی از توانایی های آن گزینه های Roto Paint و Rotoscopy بود. تاریخچه این موضوع را میتوانید با اندکی وقت در اینترنت جستجو نمایید و ما هم قصد بیان آن را نداریم. اما علت بیان آن این است که بدانید هر کدام از نرم افزارهای این مبحث چگونه و برای چه به وجود آمدند. 
در روش 2D همانطور که ذکر شد نیاز ما دریافت یک سطح در تصویر و track کردن یا ردگیری نقاط آن است. به عنوان مثال یک تابلو، صفحه مانیتور، قسمتی از بدنه یک ماشین و ... همانطور که متوجه شدید عموما این حالت در وضعیت 2D یک شکل مستطیلی خواهد بود. مثلا همان تابلو و یا صفحه مانیتور. اگر ما چهار نقطه از چهار راس آن را داشته باشیم میتوانیم عملیات ردگیری را انجام دهیم. به همین علت است که به این روش در برخی از الگوریتم ها 4p یا 4point نیز میگویند. اما در زوش سه بعدی کار بسیار پیچیده تر و الگوریتم آن نیز بسیار بسیار پیجیده می باشد. در این روش برای پیدا کردن اصطلاعات صحنه فیلم برداری شده به بیش از چهار نقطه نیاز است. گفته می شود که حداقل نیاز در صحنه های بسیار ساده از 8 تا 20 نقطه است. البته در پروژه های بزرگ و پیچیده گاهی ده ها، صدها و هزاران نقطه را برای افزایش دقت T می بایست پردازش نماییم.

خوب اجازه دهید برخی از روشهای ترکینگ نقاط را با یکدیگر بررسی نماییم. قبل از هر چیز برای آخرین بار تاکید میکنیم که نرم افزارهای ترکینگ دوربین و نقاط، با استفاده از نقاط خاصی در تصویر و پردازش آن و تحلیل فاصله ها و حابجایی آن نقاط موقعیت دوربین بدست آمده و اطلاعات دیگری از صحنه را استخراج میکند. این اطلاعات شامل موقعیت عناصر، سطوح، جابجایی موضوعات و ... خواهد بود. اما این نقاط خاص که قرار است از طریق آنها اطلاعات صحنه بدست آید از کجا انتخاب می شوند؟ 
در این مبحث دو نوع متفاوت از تصاویر وجود دارد. نوع اول نقاط کمکی توسط خود ما به صحنه اضافه می شود که به آنها نشانه یا Marker گویند و نوع دوم تصاویری هستند که امکان اضافه کردن نقاط به آنها وجود ندارد و یا اینکه قبلا فیلم برداری شده اند. عموما تصاویری که خارج از استودیو گرفته می شود و در فضای باز هستند از اینگونه تصاویر می باشند. در حالتی که ما خودمان نقاط را به صحنه اضافه میکنیم، کار ردیابی نقاط ساده تر و دقیقتر انجام می شود. زیرا به برنامه می فهمانیم که این نقاط را برای ردگیری انتخاب کند. اما در حالت دوم، به علت اینکه نقاط مشخصی در صحنه وجود ندارد، از هر چیزی در صحنه استفاده میکنم. به عنوان مثال لک روی دیوار، سنگ روی زمین، خال روی صورت، لبه اجسام، اختلاف رنگ های درون صحنه و هر چیزی که بتوان به عنوان یک عنصر مشخص در صحنه انتخاب کرد تا نرم افزار بتواند با ردگیری آن در طول فریم ها متوجه شود که چه اتفاقی در صحنه در حال رخ دادن است. هر چه تعداد این نقاط بیشتر باشد، بدست آمدن جواب صحیح و درست راحتتر و سریعتر خواهد بود.

خوب تا اینجا متوجه شدیم که اینگونه نرم افزارها، با ردگیری نقاط یا المانهایی در تصویر متوجه می شوند که فاصله و موقعیت و حرکت دوربین و دیگر موضوعات درون صحنه چگونه است. اما چگونه این اتفاق می افتد. اگر بدانید که یک نرم افزار Camera Tracking چگونه عمل میکند بهتر میتوانید از آن استفاده کنید. فرض کنید شما در حال تماشای یک تابلو در خیابان هستید. در صورتی که شما در حرکت باشید موقعیت لبه های تابلو نسبت به شما تغییر میکند. این تغییرات در مغز شما پردازش شده و متوجه می شوید که با چه زاویه ای ( حدودی ) در حال تماشای تابلو هستید. به عنوان مثال اگر چهار نقطه تابلو به صورت مستطیل کامل باشد، مغز ابن برداشت را میکند که شما در حال تماشای آن به صورت عمود هستید. یعنی اینکه شما روبروی تابلو قرار دارید ( فرض کنید چشم شما دوربین است). حال اگر محل خود را تغییر دهید و از تابلو فاصله بگیرید، این مستطیل کوچک و کوچکتر می شود و شما درک میکنید که در چشم شما (دوربین ) در حال فاصله گرفتن از تابلو است. حال اگر از روبروی تابلو به کنار بروید، هر چه از زاویه عمود فاصله بگیرید و از پهلو به تابلو نگاه کنید، این مستطیل به حالت پرسپکتیو دیده شده و .... .در حقیقت تغییر فاصله چهار نقطه لبه تابلو نسبت به چشم شما (دوربین) باعث می شود که مغز انسان موقعیت قرار گیری خود و یا تابلو را نسبت به خود درک کند. اما آیا شما متوجه می شوید که تابلو در کجای کره زمین قرار دارد؟ مسلما جواب شما منفی است. شما موقعیت تابلو را نسبت به چشم خود ( دوربین ) بدست می آورید و همین برای شما کفایت میکند. در نرم افزارهای Camera Tracking هم دقیقا همین اتفاق خواهد افتاد. شما نقاط مشخصی را برای نرم افزار مشخص میکند (مثلا همان چهار لبه تابلو )، الگوریتم های ریاضی تعریف شده در نرم افزار که مهمترین و معروفترین آنها الگوریتم Froud می باشد، در هر فریم مشخصات و موقعیت چهار نقطه را نسبت به بگدیگر تحلیل و تجزیه می کنند ، از فاصله و زاویه نقاط نسبت به یکدیگر در هر فریم و فریم های قبلی و بعدی، و تحلیل آنها علاوه بر ردگیری آن نقاط ، اطلاعات صحنه را بدست می آورند. حال هرچه این نقاط بیشتر و واضح تر باشد، به گونه ای که در تمام فریم هایی که در نرم افزار در حال پردازش آنهاست آن نقاط قابل تشخصی باشند، نرم افزار با دقت بالاتری مشخصات صحنه را تحلیل و آنالیز میکند. پردازش این اطلاعات بسیار پیچیده است به همین جهت هر چه تعداد نقاط ردگیری بیشتر باشد و تعداد فریم ها بالاتر رود، زمان محاسبه آنها به صورت تصاعدی بالا می رود.

تا اینجا متوجه شدیم که ما در تصاویر خود به نقاط یا المانهایی برای ردگیری نیاز داریم. در برخی از موارد ما فقط می خواهیم که به عنوان مثال تصویر یک تابلو یا یک مانیتور را تغییر دهیم، خوب 4 نقطه برای اینکار کفایت میکند. اما بدست آوردن مختصات سه بعدی صحنه و یا موقعیت و حرکت دوربین با 4 نقطه قابل ردگیری نیست. الگوریتم های برای درک به تقداد بیشتری نقطه نیاز دارند. همانطور که ذکر شد این نقاط بسته به نوع نرم افزار ( الگوریتم استفاده شده ) حداقل از 8 تا 12 عدد در ذکر شده است.حتما در پشت صحنه ها و تبلیغاتی که در اینترنت وجود دارد تصاویری را دیده اید که در پشت سر بازیگر و یا بروی لباس با صورت یا دست بازیگران نقاطی قرار داده شده است. به عنوان مثال در فیلم مرد آهنی یا دزدان دریایی کاراییب ، بروی بدن کاراکتر اصلی لباسی پوشانده شده که سراسر نقاط و یا زوایای قابل ردگیری است. توجه کنید در این لحظه ما کاری به روش پردازش نداریم و فقط می خواهیم علت وجود این نقاط را بررسی کنیم. در بسیاری از صحنه هایی که توسط پرده های آبی و سبز فیلم برداری می شود بروی پرده ، دیوار، زمین و ... نشانه های یا همان Marker هایی قرار داده می شود. اما این علائم به چه صورتی باید باشد؟ همانطور که در تصاویر این مطلب دیده اید و یا در پشت صحنه های جلوه های ویژه ملاحظه کرده اید، Marker ها به صورت های متنوعی هستند. در تصویر زیر شایع ترین این نشانه ها را می توانید ملاحظه نمایید.

میتوانید به عنوان تحقیق بررسی کنید که چگونه از آنها استفاده کنید. اینکه Markerها را کجا و در چه فاصله ای و از چه نوعی استفاده کنید دلایلی منطقی دارند که میتوانید در مورد آن تحقیق کنید. با توجه به اینکه صحبت در مورد آنها بسیار طولانی خواهد شد، این موضوع را به همان دوره های آموزشی محول میکنیم. البته در جامعه مجازی رندرینگ و جلوه های ویژه میتوانید در مورد آنها بحث و تبادل نظر کنید.

نرم افزارهای Camera Tracking حالات متنوعی را در ردگیری نقاط در احتیار شما قرار می دهند. به عنوان مثال همگی آنها روشی به نام Auto Detection دارند که در آن خودشان به صورت خودکار نقاطی را از صحنه شما انتخاب کرده و آنها را ردگیری و پردازش میکنند. شما می توانید همیشه از این روش استفاده کنید. برای تکمیل کار به روش دستی میتوانید نقاط مورد نظرتان را در صورتی که نرم افزار آن را تشخیص نداده است به نقاط ردگیری اضافه نمایید. توجه کنید که نقاط هر چه متمایز تر باشند بهتر ردگیری می شوند. پس توصیه اول این است که قبل از اینکه ویدیوی خود را به این نرم افزارهای منتقل کنید، حتما با ابزارهای Color Correction، Balance , Contrast , Level , Brightnes و ... رنگ ها را دستکاری کنید تا نقاط به شدت متمایز شوند. توحه کنید که ما از این تصویر فقط برای بدست آوردن اطلاعات استفاده میکنیم پس نگران خراب شده آن نباشید . تا میتوانید Contrast نقاط را افزایش دهید. این بدان معنی است که رنگ های روشن را روشنتر و تاریک را تاریکتر میکنید. در نتیجه نرم افزار به راحتی نقاط را در فریم های متوالی شناسایی و ردگیری میکند. تمام تلاش شما در این Camera Tracking این است که به کمک نرم افزار بیایید تا نقاط بیشتر و دقیقتری را ردگیری کند.

خوب بحث در مورد چگونگی روند نرم افرارهای ردگیری دوربین را پایان می دهیم و تبادل نظر در مورد آن را به جامعه مجازی رندرینگ و جلوه های ویژه واگذار میکنیم. نکته مهم اینجاست که الان ما می دانیم که چه می خواهیم. اما نمی دانیم که از کدام نرم افزار استفاده کنیم؟ نرم افزارهای ترکینگ بسیار گران قیمت هستند. بنابراین کاربران در انتخاب یک محصول مناسب بسیار دقت میکنند. اما در ایران بر خلاف عقاید شدید معنوی، کاربران به راحتی تلاش های تیم سازنده نرم افزارها را نادیده گرفته و از یک نرم افزار به رایگان کسب درامد میکنند. در نتیجه امکان دسترسی به تمام نرم افزارها را داشته و دعواهای همیشگی بین کاربران ایرانی و دیگر کاربرانی که از نسخه های کرک استفاده میکنند وجود دارد که کدام نرم افزار بهتر است و ... . همین امر باعث می شود که اگر در یک نرم افزار به مشکل برخورد کنند بدون تلاش سریع نرم افزار خود را عوض میکنند و یا با دیدن هر تبلیغ و پشت صحنه ای ، بدون اینکه به عواقب آن فکر کنند نرم افزار خود را عوض کنند. در صورتی که اگر هزینه خرید یک نرم افزار را داده باشند سعی می کنند هر قابلیتی را که می خواهند از آن بدست آورند و این باعث افزایش توانایی ، قدرت و در یک کلمه حرفه ای شدن خواهد شد. برای پایان دادن بحث باید عرض کنم که قوانین خرید و لایسنس نرم افزار فقط برای مصارف تجاری محدود شده است. شما میتوانید سالها از یک نرم افزار استفاده کنید بدون آنکه آنرا بخرید. اما این امر تا زمانی برای شما آزاد است که از آن پول در نیاورید.