Camera Calibration

在跟踪程序能够从一个镜头中重建虚拟摄像机之前，它需要知道拍摄时使用的是什么设备。摄像机校准正是为此目的而提供的：所谓的内参——焦距、镜头畸变、传感器尺寸、光学中心位置。这些值描述了镜头如何将三维世界映射到传感器上，包括所有偏离理想针孔相机模型的偏差。

如何进行校准

经典的方法是使用网格图：一个棋盘格或点状图案，从多个角度进行拍摄。由于图案的几何形状是已知的，软件可以从中计算出焦距和畸变配置文件。此外，还可以使用镜头数据表和来自摄像机本身的元数据——现代电影镜头有时会通过数据接口直接提供其数值。在片场，拍摄图表是视觉特效流程的一部分：每个镜头、每个焦距，理想情况下是在拍摄时的光圈下进行。

为什么不准确会毁掉一切

跟踪软件会解一个方程组，其中内参应该是固定值。如果它们不准确，求解器会将误差分配到摄像机运动上——跟踪看起来起初可用，但 CG 元素会漂移、沿着边缘滑动或在摇摄时倾斜。未校正的畸变尤其棘手：在画面边缘，广角镜头会快速偏离理想图像几个像素，而正是这些地方会暴露所有合成的接缝。因此，在合成时会进行校正，直到最后才重新计算畸变。

• 每次更换镜头后都要重新拍摄图表——即使是相同的焦距，不同镜头之间也会有差异。
• 变焦镜头需要特殊处理：焦距和畸变会随着变焦过程而变化，仅凭图表此时是不够的。
• 镜头和摄像机数据记录在摄像机报告中：传感器裁剪模式和实际使用的传感器面积是最容易被遗忘的。