动作捕捉技术25年进化史

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cz910311 发表于 2016-9-2 08:46:56 | 显示全部楼层 |阅读模式

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2014年8月29日,《猩球崛起:黎明之战》(以下简称《猩球黎明》)在中国大陆上映,饰演猩猩凯撒的“动作捕捉第一人”安迪·瑟金斯利用最新的动作捕捉技术,奉献了一次足以冲击奥斯卡**的表演。2015年,《速度与激情7》中数字版的保罗·沃克带给我们最难忘的回忆,《终结者:创世纪》中年轻版阿诺·施瓦辛格的出现也让观众的思绪飞回到几十年前,这些都离不开动作捕捉技术的功劳。巧合的是,动作捕捉技术首次运用到电影长片中,正是1990年阿诺·施瓦辛格主演的《全面回忆》。本文我们将盘点过去25年里动作捕捉发展的始末,借一部部代表影片,细说动作捕捉的进化史。
在这25年间,动作捕捉技术的进步带动着电影在内容和形式上的变革,而这种变革反过来又促使创作者们寻求更加先进的技术以满足新的创作需求。因此可以说创作上的需求和技术上的解决方案是互相促进和影响的。在这种互动下,诞生了一系列在影史上留名的伟大作品,如《指环王》、《阿凡达》、《猩球黎明》等。

什么是动作捕捉?
在细说动作捕捉历史前,我们首先得知道什么是动作捕捉。简单来讲,动作捕捉就是捕捉演员表演时的动作,然后把这些动作同步到电脑中的虚拟角色上,使虚拟角色的动作和真人毫无差别,以达到逼真、自然的效果。

动作捕捉的前世
说到动作捕捉的历史就要从它的前世说起,这样我们才知道它为什么会诞生以及它的优势所在。在“什么是动作捕捉”这一节里可以发现,动作捕捉离不开计算机动画(CG)。而早在CG技术出现之前,早期电影(包括动画片)中就已经出现许多非真人扮演的角色了,那么这些角色的动画是利用哪些技术实现的呢?
1、定格动画技术:《金刚》(1933) 《杰逊王子战群妖》(1963)
2、机械模型:《终结者》(1984)
3、逐帧转描:《白雪公主》(1937)

动作捕捉登陆银幕前
动作捕捉技术克服了上述三种技术的缺陷,但其实在应用于电影前,动作捕捉技术是诞生于生物动力学研究机构的,研究员们通过一些穿戴式机械传感器获取人体关节的运动数据。这种机械式动作捕捉由于对演员动作的限制较大,没有被电影界广泛采纳,但是在游戏和动画领域,迄今还有用机械操纵角色运动的设备。90年代中期的游戏《麦克劳传奇》和《剑灵》都使用了这项技术,后来的美国科普动画片《西德科学小子》中,西德的面部表情也是由动画师操纵机械手套来制作的。
同一时期,出现了基于LED灯的光学式动作捕捉技术,这种技术摆脱了繁重的机械设备,依靠图形识别处理等技术来获得演员的动作。在动作捕捉技术诞生的初期,这种系统制作出来的动画还很原始,甚至看上去有些“恐怖”,那是因为早期的技术还无法精确地把演员表演传递给动画角色。此后光学式动作捕捉不断完善,到如今几乎包揽了所有的动作捕捉影片。(其他方式包括电磁式和声波式等,但较少在电影特效中应用)

東方新鋭®系列三维运动捕捉系统是大连东锐软件有限公司自主研发成功的拥有完全自主知识产权的国内首创实用光学式运动捕捉产品。系统采用多台近红外线高感度摄像机及相关设备, 利用独自研发的“S/D三维空间标定算法”,实现高精度实时三维运动数据的采集,支持实时在线或者离线的运动捕捉、分析。在国际上拥有同类产品最高性价比,可广泛地应用于影视、动画和游戏制作;体育运动分析和体育训练指导;医学研究中的运动机能评价和康复医疗;军事模拟、工程测量和虚拟现实应用等诸多领域。

应用领域
一、影视动画:
现代影视特技制作、三维电影、三维动画和游戏制作、虚拟装配。
二、医疗领域:
1. 对患者进行步态分析、动作分析、运动失调程度评价等;
2. 动物药理反应实验。
三、体育领域:
体育训练、体育教学、步态分析、田径项目的运动分析、冬季体育项目的运动分析、球技动作分析、舞蹈动作分析、帆板动作分析、自行车竞技分析、打斗技巧分析等。
四、其它领域:
系统可广泛应用于:人体工学研究、机器人研究、感性工学研究、高精度振动计测、福祉工学领域、灵活性能评价、碰撞试验、飞行测试、心理分析、刚性测试、实用性能评价。



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