такое можно в 3d Max делать, я делал подобное но только для пробы с статичной камерой, а вообще динамическую камеру привязать к видео тоже просто, но нужна уситчивость, при расстановке маркеров и желательно знать реальные размеры, где проводилась съемка видео.
Я для тренировки 3d модель персонажа из игры "вставлял" в свое видео, тренировался по созданию объектов для альфа канала (такой же объект, но только не видимый, принимающий тени от других объектов....короче вот кусочек этого видео (повторюсь - это тест, в проекте высоко-полигональная модель с качественной анимацией, пока приостановлен (муза - улетела ))
пробное видео с простой моделькой:
http://youtu.be/chsCkXHfZ7Q
Кадры из нового проекта