大家都知道，数字技术运用于电影特技需要解决的基本问题之一是运动匹配，二维画面跟踪技术是目前广泛应用于画面跟踪领域以解决运动匹配问题的技术，但它只能针对被摄体进行跟踪，对于电影摄影的另一大主要运动——摄影机运动，就无能为力了。
近年来一种新兴的技术——摄影机运动轨迹反求技术，使得数字特技合成技术中的运动匹配功能趋于完整。
下文中，笔者将具体细致的阐述摄影机运动轨迹反求技术的诞生、原理、几个关键因素，以及与传统跟踪技术和Motion Control技术相比的优缺点。
电影摄制中的两种“运动”
在电影摄影过程中有两种运动：一种是被摄体的运动，一种是摄影机自身的运动。电影诞生的初期，卢米埃尔兄弟向世人展示“活动的照片”，这标志了电影的诞生，但当时他们并未意识到只有画面运动（被摄体运动），而没有摄影机运动，电影的魅力只被发掘了一小部分。他们的后继者发现摄影机与演员同时运动产生的惊人效果后，电影的“运动性”才被真正展现在观众面前。现代电影中“场面调度”和“机位调度”成了每位导演手中的一件利器，许多大受欢迎的影片正是很好的运用了这两点才使得电影有了无穷的魅力！
电影摄影中这两种运动的结合可以在很大程度上帮助影片叙事的完成、风格的建立和人物的塑造。在“演员动作”与“摄影机运动”的变化组合尝试中，电影人创造出许多新颖的手法，比如「拯救大兵瑞恩」中，摄影师将摄影机绑在减振器上拍摄模拟战场的惨烈和混乱；「重庆森林」中摄影机运动加抽帧的手法以体现迷幻与紧张的追逐；「罗拉快跑」、「有话好好说」这样的影片则直接将摄影机运动作为强化影片叙事、突出影片风格的主要手段。可以说摄影机运动和演员调度的丰富组合已经被电影制作者广泛运用。
对于一些特殊类型的影片，尤其动作类型电影，“运动”更是影片最重要的组成元素。在这类影片中，既有动作本身的美感，又有摄影机运动带来的丰富变换的视角，当两者绝妙结合在一起时，“运动”就成了影片最大的亮点。可以说，没有运动就没有电影。
正因为“运动”本身具有如此巨大的魅力，运动形式的创新也成为电影创作者永恒的追求目标，然而对于一些变化丰富而迅速的影片段落，常规的摄影机运动拍摄方法显得有些力不从心。过去，只有通过多机位多角度拍摄、平行剪辑等手法来弥补对这类场面段落拍摄的不足。随着现代摄影技术和数字技术的发展，新的方法和技术不断被应用到摄影的运动控制这一领域中，比如Motion Control技术就是很好的将机械技术与数字技术同时应用于现代电影摄影技术的代表，它能帮助摄影师完成高精度、高反复率的画面拍摄，并与数字合成技术结合完成传统方法无法完成的复杂摄影运动。
摄影机运动轨迹反求技术的诞生
数字技术运用于电影特技需要解决的基本问题之一是运动匹配，用于解决运动匹配问题的主要技术是跟踪技术，目前已经广泛应用于画面跟踪领域的技术是二维画面跟踪技术，它几乎成为所有大型后期合成软件的必备功能之一（如Flame、Flint、Avid DS、After Effects、Shake、Combustion等等）。该技术可以精确的跟踪画面中的物体运动并进行特技合成，但它的缺点是只能针对被摄体进行跟踪，对于电影摄影的另一大主要运动——摄影机运动，则显得无能为力。
为了解决这一问题，近年来一种新兴的技术发展起来，这就是摄影机运动轨迹反求技术。它的出现使数字特技合成技术中的运动匹配功能趋于完整，也使创作人员在创作过程中能够更方便、更精确的进行运动画面的合成。
下图说明的是摄影机运动轨迹反求技术在电影特技领域的技术应用位置。
在后期合成阶段，传统的画面跟踪技术只能跟踪“画面内”物体的运动，而对于“画面外”的摄影机运动则显得无能为力，同时，对画面中被跟踪物体的透视变化，也只能通过“四点跟踪”技术模拟出来，这和实际拍摄中的物体透视变化有本质的区别，因此当被跟踪物体出现被遮挡或出画的情况时，就往往无法完成精确的跟踪操作。
传统的四点跟踪
在前期拍摄阶段，目前比较成熟的运动控制是Motion Control技术，该技术的核心是在拍摄过程中主动的精确控制摄影机运动，但它在提供了强大的功能的同时，也有一定的局限。
1．设备专业，需要具备相当的专业技术水平的操作人员才能很好完成工作；
2．成本较高；
3．对拍摄环境和场地、运输等都有较高的要求，在不少特殊环境下无法完成工作，如狭窄的管道、恶劣的自然环境中等等，「魔戒III」中点燃烽火的镜头，由于烽火需要在雪山之巅点燃，采用实拍的方法成本高，危险也大，只可惜Motion Control设备也没法在这么恶劣的自然环境下工作，所以这个镜头还是不能用Motion Control。
《魔戒3》中点燃烽火的镜头因为拍摄环境恶劣，不能使用Motion Control
4．创作人员必须参与前期拍摄，不能完全使用现有的画面素材完成影片。
因此，对于导演和摄影师来说，他们急需一种技术，可以将他们从前期的摄影机运动局限中解放出来，更自由，更高效，更低成本的完成影片所需要的合成效果。摄影机轨迹反求技术就是这样应运而生的。 |
