你应该知道的动作捕捉基本知识(上)

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986038890 发表于 2016-11-7 09:29:51 | 显示全部楼层 |阅读模式

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闭上眼睛,让我们回忆过去。还记得加·加·宾克斯和《极地特快》之类触犯“诡异谷效应”的典例吗?毫无疑问这些是痛苦的回忆,但正如其他新技术一样,动作捕捉在诞生之初也是笨拙不堪的。好了,现在忘掉这些不快,让我们看看最近这些年,从《指环王》中的咕噜、到《阿凡达》中的纳威人、再到《复仇者联盟》中的绿巨人,动作捕捉技术终于得以大步前进了。同时也别忽略游戏领域,《最后生还者》完成了一些最成功的动作捕捉案例,而EA也从《疯狂橄榄球94版》开始就一直使用这项技术。那么,到底什么是动作捕捉?它的原理是怎样的?它会取代真人演员,或者让三维动画师失业吗?为了回答这些问题,我们先回到100年前。(注:诡异谷效应是日本机器人专家森政弘提出的,在动画领域指的是随着数字角色越来越接近真人,会突然有一种接近程度让观众十分讨厌,觉得恐怖。这一情绪低谷便称为“诡异谷”,而跨越了诡异谷的角色才称得上真假难辨。)
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动作捕捉是什么?
你可能已经知道,动作捕捉需要让演员穿上布满小球的紧身服,然后四处走动。但这到底是怎么回事?简单来说,电影或游戏制作者希望把演员复杂的肢体和面部动作传递到动画角色身上。这一过程甚至可以不用电脑。动画师Max Fleisher早在1914年就发明了逐帧转描(rotoscoping),这种方法只是单调地一帧帧跟踪实拍画面,从而创建卡通动画(著名作品《墨水瓶人》)。动画长片中首次使用逐帧转描是迪士尼1937年的《白雪公主和七个小矮人》。
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即便动画师是手工制作角色动画,他们往往也参考视频素材,学习演员的表演,甚至是直接拿镜子照着自己画。数字时代的手工动画被称为“关键帧动画”,也就是顺序地填充不同关键帧之间的角色运动。
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为了自动完成这一过程,动画师们开始使用动作捕捉。西蒙弗雷泽大学生物动力学研究员Tom Calvert开创性地发明了机械动捕服。有一家公司开发了“Waldo”面部和肢体捕捉设备,上图中的演员正用其驱动任天堂的马里奥,它在展会中与观众进行互动。同事,麻省理工开发了基于LED的“图形木偶”,这也是首批光学动作跟踪系统。这一系统的早期动画典例便是Kleiser-Walczak制作的臭名昭著且令人毛骨悚然的MV《Don’t Touch Me》。
QQ截图20161107091538.jpg

早期,动作捕捉还是摄影棚专属的技术,演员穿着紧身服,被专门的摄影机和灯光围在空荡荡的舞台中央。《阿凡达》提出了“表演捕捉”的概念,包含多名演员,能够捕捉面部甚至嘴唇动作。《黑色洛城》等游戏也大幅提升了面部和全身动作捕捉的真实感。同时,《指环王》把动作捕捉从摄影棚带到了片场,让顶级动作捕捉演员安迪·瑟金斯表演咕噜,并与其他演员交互。片场动作捕捉如今已经成为电影中数字角色制作的标准流程,例如《猩球黎明》(同样是安迪·瑟金斯主演的)。
QQ截图20161107091600.jpg

动作捕捉的原理是什么?
动作捕捉将演员的运动传递给数字角色。使用跟踪摄像机(有无跟踪点均可)的系统可称为“光学动作捕捉”,而基于测量惯性和机械运动的系统则是“非光学动作捕捉”。后者的一个例子是XSens MVN惯性动作捕捉服,Seth Rogan借此表演《保罗》中的外星人。最近又出现了一些新技术,例如Leap Motion的手指跟踪深度摄像机系统和MYO的腕带,可以识别手臂和手腕的肌肉活动。Google的Tango手机主要用于3D制图,但是其类似于Kinect的深度感光芯片也可以用于动作捕捉。
光学系统通过在三维坐标系中跟踪标记点或特征区的位置,并整合这些数据来近似获得演员的运动。主动式系统使用的标记点会亮光或闪烁,而被动式系统则使用静态的物体,例如白球或颜料点(后者常用于面部捕捉)。无标记点系统使用类似于运动匹配(match-moving)软件的算法来跟踪特定的特征,例如演员的衣服或鼻子,而无需标记点。一旦捕捉到运动,数据可以通过Autodesk MotionBUIlder之类的软件映射到动画角色的虚拟“骨骼”上。然后呢?动画角色自然就像真人演员一样动起来了。
QQ截图20161107091609.jpg 原文链接 http://107cine.com/stream/52487/
大连东锐软件有限公司,民族光学运动捕捉专家。www.dorealsoft.com

art5783 发表于 2016-11-7 10:52:47 | 显示全部楼层
謝謝分享好文並附圖解說謝謝版主 !!
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月上旅人 发表于 2016-11-7 14:40:33 | 显示全部楼层
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