【PFTrack教程】如何跟踪画面中的运动物体？（视频详解）
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有的时候我们需要反求的不仅仅是摄像机的运动，比如替换镜头中的运动物体。追光今天教大家跟踪和解算演员手中的道具，今天要使用 User Track 节点手动跟踪物体，然后将物体解算到场景中。
练习素材下载链接：
1. 导入素材并检查
打开文件浏览器，导航到教程素材，将缩略图拖拽到节点图中。按播放键检查素材，这是一个室外手持镜头，演员手中提着一个箱子📦。
2. 解算摄像机
每个场景，在解算任何物体运动之前，都需要一个摄像机，所以我们首先要跟踪并解算片段中的摄像机。
创建 Auto Track 节点，将 Search 模式改为 Optical Flow，在 Deformation 菜单中选择 Rotate、Scale 和 Skew，然后点击 Auto Track。
跟踪完成后，我们创建一个 Camera Solver 节点，在 Distortion 选项卡勾选 Low-order 镜头畸变的 Estimate，然后点击 Solve All，解算摄像机。选择地面上的三个跟踪点，在 Set Plane 菜单中选择 X-Z Plane，快速定位场景。然后选择一个合适的跟踪点，点击 Set Origin。
关于摄像机解算，这里讲得比较粗略，大家可以参考这个帖子：
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加载预定义场景
另外，如果这个镜头本身就有一个带解算摄像机的场景，我们就可以使用场景里的摄像机，不用自己跟踪解算，只需要创建一个 Edit Camera 节点，连接到片段上，点击 Import Camera，导入摄像机。
3. 跟踪物体
创建节点和运动组
创建 User Track 节点，连到解算了的场景中。在这个 User Track 节点中创建的跟踪点将用来解算道具的运动，而不是摄像机运动。为此，我们需要为运动物体创建一个新的运动组，点击 Current group 菜单旁的 + 按钮，在输入框中输入“Box”，对创建的组重命名。现在就有两个运动组了，一个默认的 Camera 组（用来解算摄像机），一个新的 Box 组，这个组会收集所有与道具运动有关的跟踪点。
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创建第一个跟踪点
点击 Create 按钮，然后在 Cinema 中点击，创建并定位第一个跟踪器。这里我们选择道具左上角的跟踪标记点。如果需要的话，也可以缩放到标记点，以便更容易地调整跟踪器。点击内部跟踪器并拖拽，可以微调定位；在下面的面板上有一个放大的跟踪器，我们也可以调节它来重新定位跟踪器。
跟踪窗口内部的矩形包含即将跟踪的图案。我们需要调节这个跟踪窗口，拖拽窗口边缘到合适的位置，使它只包含跟踪标记点，不包括其他东西。
外部矩形是搜索窗口。搜索窗口定义 PFTrack 在下一帧搜索特征图案的区域，将它缩小一点，使它更接近跟踪窗口。道具上有多个同样的标记点，所以如果搜索范围太大的话，会导致跟踪器跳到其他标记点上。
在 Deformation 菜单中选择 Rotate、Scale 和 Skew，允许跟踪窗口变形，更好地匹配下一帧的标记图案。
完成后，点击 Set Default，将这些设置保存为默认，我们接下来创建在这个节点中的跟踪器就会默认使用这个设置了。
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跟踪第一个跟踪点
点击 Centre View，使当前选中的跟踪器总是保持在视窗的中心，这样更容易查看跟踪器，发现可能存在的问题，如果偏了的话，可以及时矫正。
点击 > 按钮是向前跟踪1帧；点击 >> 按钮是持续向前跟踪直到片段的结尾，或匹配分数太低（匹配分数是用来表示当前帧和跟踪器参考图匹配质量的数值）。Failure threshold 参数定义低于哪个值就表示匹配分数太低。
如果出现匹配分数太低，跟踪中断了的话，我们可以调节跟踪器的位置和参数，然后继续跟踪。手动定位跟踪器通常会导致跟踪器的路径出现跳动，我们可以点击 Polish 进行平滑，因为这样会在上次跟踪的最后五帧开始重新跟踪特征点。重新跟踪的帧数由 Polish range 参数定义。
调节好位置和参数后继续跟踪。
在哪一帧停止跟踪，很大程度上取决于跟踪器的初始位置，以及它的跟踪窗口和搜索窗口。当跟踪没到达片段末尾就结束时，要确保跟踪器还在正确的位置上，有必要的话，进行重新定位和平滑（Polish），然后继续跟踪。
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创建并跟踪更多跟踪点
返回第一帧，然后在盒子的面上创建两个以上的跟踪器，用来跟踪标记点。
跟踪方法和第一个跟踪器一样，必要时候进行重新定位和平滑，直到跟踪到片段结尾。
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跟踪箱子背面
跳到第一帧，在箱子背面的标记点上防治第四个跟踪器。由于跟踪标记点的角度，我们应该先调整跟踪窗口的大小。跟踪到半路上跟踪点就会不见了，第59帧是标记点完全可见的最后一帧。
如果跟踪器已经跟踪了更长的时间，我们可以回到第59帧，点击并确认 R+ 按钮，这样将删除当前帧以后的所有跟踪关键帧。
尽管跟踪器在59帧以后就不跟踪了，但是它在片段的剩余部分依然是可见的，而且是激活的状态。播放条上的深红色标记就是跟踪器可见但没有跟踪的地方。蓝色表示跟踪器可见且跟踪过的地方。在第59帧上，点击 H+ 按钮，在剩余帧上隐藏这个跟踪点，然后逐帧播放检查一下，确认这个跟踪点在这些帧上不可见了。
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跟踪箱子上面
接下来我们跟踪箱子的上面。返回第一帧，并在角上放置跟踪器。
因为这个跟踪标记并不完全可见，所以我们需要相应地调节跟踪窗口和搜索窗口，然后跟踪直到最后一帧。
继续放置跟踪点，重复跟踪。在比较难跟踪的地方可以逐帧地跟踪，及时调整。
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跟踪箱子前面
跳到最后一帧，在箱子的前面放置最后一个跟踪器，这个标记点只在最后3帧可见。所以，在最后一帧定位跟踪器，然后使用 << 按钮向后跟踪，到达第69帧时，点击 H- 按钮隐藏前面没有跟踪的帧。
此外，如果我们在其他跟踪软件中做好了跟踪，只需要导出跟踪数据，在 User Track 节点中点击 Import 打开文件，将这些跟踪器加载到节点中就可以了。
4. 解算物体
和 Camera Solver 将跟踪特征点转化成摄像机运动一样，Object Solver 解算的是物体运动。创建 Object Solver 节点，并连接到 User Track 节点上。要注意，因为 Object Solver 解算的不是摄像机，所以我们需要把当前组选择的是 Box 运动组，保留一切参数默认，点击 Solve Object 就可以了。
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设置物体缩放
打开透视图，播放片段，对解算有一个初步的印象，然后近距离观察运动摄像机和物体，和明显物体离摄像机和原点太远了。此时 PFTrack 认为物体离摄像机很远，所以需要一个数学算法限制，当只使用一个摄像机解算物体运动时。
现在我们来校正这个问题。在 Orientation mode 菜单中选择 Distance form camera，在 Cinema 中启用操控器，更改物体大小，以及离摄像机的距离。拖拽操控器，使物体离远点更近。
5. 测试解算结果
现在我们可以在 Test Object 节点中使用测试物体测试解算结果了。关闭透视图并创建节点。在 Available objects 列表中点击 Cow_Head，将牛头放入解场景中。将 Interaction mode 改为 Place at selected feature，并将 Positioning mode 设置为 Origin，牛头就会放置在箱子的原点上，而不是边缘上。点击箱子面上的一个跟踪点，将牛头放在那里，然后使用 Rotate、Scale 和 Translate 交互模式移动到合适的位置。
完成后，将 Interaction mode 设置为 None，隐藏操控器，然后播放，测试物体应该就像贴在箱子上一样。
6. 导出解算结果
创建 Export 节点，导出场景。在 Groups 选项卡中，我们可以看见 Camera 组和 Box 组都可以导出，所以两个都选上，点击 Export Scene，导出结果。
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这个问题比较好，也涉及到 pipeline 流程的问题了。在了解到这些问题的时候会逐步发现，影视制作是由数十种不同工种配合的，无法在两三种软件里完成整个流程，所以当我们把每个软件几乎学习掌握到几乎极致后，才发现这个软件只能完成这一部分内容，其他部分还需要其他的，这就是 pipeline 流水线的不同环节。
首先、反求追踪做完后会分为两个环节：1、将数据给三维软件一份（Houdini,Maya）,含摄影机、模型运动、点云用于参考对位，所以导出前将坐标做标准化处理非常重要，不然到纯三维软件里没有专门处理流程，在专业三维软件中处理物体运动父子协同或者克隆会很轻松。2、将数据给到合成师一份，含摄影机以及点云，主要用来匹配数字绘景，当然 Nuke 也有较为简单的三维能力，它的三维能力偏向于绘制布景以及擦除替换修复，完成合成。
其次、这个问题在我早期学习时候也像你这么思考过，事实上，在复合跟踪中，跟踪运动物体的主要目的是什么？到底是在跟踪什么数据？用途是什么？用途就是精确替换，追踪的核心工作标准是追踪精确度，追踪那么多点实际上是在反向映射到一个点：物体的相对中心点。在一个相对一体的物体上，有一个可以通过计算得到的中心点，而这种计算是通过多个点来完成的。
最后，牛头的运动是基于已经反求计算结果的中心点运动的。许多时候我们用锐角的物体来布置前期拍摄，以及后期反求参照，就是因为尖角更能直观的标识相对中心。
Nuke 中导入 PFtrack 的数据，建议使用 nk文件，NK 文件无法直接导入到 Nuke 中，需要将 nk 文件以记事本（文本）方式打开，然后在 Nuke 的命令行工具中运行脚本。
当然，为了进一步了解影视数据流，可以通过 nk 文本仔细观察查看 xyz 的运动数据。导入后，许多时候会有很多嵌套层，找到最后一层，会有我们要的数据的，但在三维软件中这些数据更有深度使用的价值，Nuke 中可以用来做一些测试，但数据后续创造能力会超出合成软件范畴，因为追踪数据会激发出我们更深远的想象力，比如将牛头替换为精灵、神兽~~或者其他。
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