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Kamera kalibrieren

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Kamera kalibrieren

Dank kalibrierter Kamera können Squash spielende Monster glaubwürdig in Fotos eingepasst werden.

Ein gängiger Arbeitsgang fast jeden 3D-Künstlers ist das Einpassen von gerenderten Objekten in bereits vorhandenes, mit realen Kameras produziertes Foto- oder Videomaterial. Das Problem hierbei sind die oft unbekannten Kameraeigenschaften, mit denen das Material erstellt wurde. Dazu zählen vor allem Perspektive und Brennweite. Denn diese Einstellungen muss auch die Cinema 4D-Kamera haben, aus deren Sicht die einzufügenden Objekte gerendert werden. Nur dann passen diese Objekte nämlich auch glaubwürdig zum fotografierten Material (allerdings sollte dann auch die Lichtsituation passend in Cinema 4D nachgebaut werden).

Mit dem "Kamera kalibrieren"-Tag können Sie ein Foto/Bild (der Einfachheit halber im Folgenden "Referenzbild" genannt) einladen und interaktiv Kamera-Brennweite, -Ausrichtung und -Position rekonstruieren.

Hinweis:
Für obige Abbildung existiert an Objekten in der Szene außer der kalibrierten Kamera und dem Licht-Aufbau eine Ebene als Boden (für Schatten und Reflexion) und ein Hintergrund-Objekt, auf die in beiden Fällen das Referenzbild mittels Kamera-Mapping projiziert wird.

Cinema 4D benötigt zur Rekonstruktion 2 Fluchtpunkte auf 2 verschiedenen aufeinander senkrecht stehenden Ebenen. Um Fluchtpunkte zu definieren, müssen Sie auf dem Referenzbild Linien, die in der Realität parallel verlaufen, markieren (in einer perspektivischen Abbildung treffen sich diese im Fluchtpunkt):

Parallele Linien enden in einem gedachten Fluchtpunkt.

Das gelingt natürlich am besten bei Fotos von Gebäuden, Plätzen und dergleichen, wo es klare, parallele und zueinander rechwinklige Linien gibt.

Sollten Sie feststellen, dass eigentlich gerade Linien verbogen abgebildet (Extrembeispiel: Fischaugenaufnahme) sind, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass die aufnehmende Kamera eine Linsenverzeichnung aufweist. Ist diese zu stark (entweder deutlich sichtbar oder die Kamerakalibrierung versagt), müssen Sie mit Hilfe des Linsenverzeichnungswerkzeugs ein Linsenprofil erstellen und dieses hier im Tag laden.

Hinweis:
Das Tag übernimmt die Kontrolle über die entsprechenden Kameraparameter (Koordinaten, Brennweite etc.). Bei einer komplett kalibrierten Kamera, können Sie diese (verständlicherweise) nicht mehr bewegen oder die Brennweite ändern.

Interaktive Steuerung

Wenn das "Kamera kalibrieren"-Tag selektiert ist, funktionieren folgende Tasten:

Beispielhaftes Vorgehen um eine Kamera anhand eines Fotos zu kalibrieren

Tipp:
Sie können jetzt noch mit dem Button Hintergrund-Objekt ein solches samt passender Textur erstellen. Es ist dann direkt möglich, ein Objekt vor dem Foto als Hintergrund zu rendern. Für aufwendigere Kompositionen, wenn beispielsweise ein animiertes Objekt hinter einem anderen im Foto sichtbaren Objekt verschwinden soll, muss ein Ersatzobjekt modelliert werden, auf welches das Foto aus Kamerasicht projiziert wird (s.a. Projizieren des Referenzfotos im Rendering).

Damit haben Sie alle wesentlichen Kameraparameter eindeutig festgelegt. Sie können probehalber einen Würfel erzeugen und ihn entlang der Achsen verschieben. Dabei werden Sie feststellen, dass er sich gemäß der Fotoperspektive nahtlos in das Foto einfügt.

Allgemeine Hinweise und Tips

Limitationen der Fluchtpunktmethode