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了解“动态捕捉”
动态捕捉
动态捕捉
  历史发展:

  最早用于动画制作的“动态捕捉技术”可以追溯到20世纪70年代,迪斯尼公司曾试图通过捕捉演员的动作以改进动画片的画面效果,却因为没有高效的图像处理工具,也就是计算机而搁浅。
  动态捕捉技术真正开始飞速发展,源于计算机的广泛应用。纽约计算机图形技术实验室的Rebecca Allen设计了一种光学装置,将演员的表演姿势投射在计算机屏幕上,作为动画制作的参考。之后,迪斯尼也正式这一技术用于动画制作,由《狮子王》开始,憨实的辛巴、卖萌的辛巴、威风的辛巴……这都是由动态捕捉技术中精准的表情捕捉实现。


  技术分析:

  其实,动态捕捉技术简单来说就是借助计算机技术,采用测量、跟踪、计算等方法捕捉运动物体的真实运动数据,在计算机上生成三维动作文件,然后利用三维动作文件控制计算机三维角色,生成三维人体画面。这种方式设计的3D画面不是由模拟的人体运动制作,而是由捕捉的真人人体动作与三维角色合成,这是一场将实物数据虚拟化再利用虚拟化数据还原实物的过程。


  目前形势:

  1988年,SGI公司开发了可捕捉人头部运动和表情的系统。随着计算机软硬件技术的飞速发展和动画制作要求的提高,目前在发达国家,运动捕捉已经进入了实用化阶段,有多家厂商相继推出了多种商品化的运动捕捉设备,如MotionAnalysis、FilmBox、Vicon、Polhemus、Sega Interactive、X-Ist等,这些设备都在本领域发挥着各自的长处。


  动态捕捉作品:

  众所周知动态捕捉作品代表作《阿凡达》,以及鲜有名气的《加勒比海盗》,《金刚》、《猿星崛起》、《功夫熊猫》、《丁丁历险记》都是使用“动态捕捉技术”制作而成。


“动态捕捉”与电影
动态捕捉”与电影

  目前,“动态捕捉”技术运用最广的便是影视动画制作,2010年由卡梅隆亲自操刀制作费高达3亿美元的成功之作《阿凡达》令这个贵得令人窒息的技术广为人知。

  在《阿凡达》中,男女主角的脸部特写镜头极多,刻画得尤为细腻,令人真切地感受到角色的悲伤与欢乐,这样真实的描绘均是通过演员脸部的小贴片捕捉肌肉动作实现,看演员们脸上那些小黑点可不是痘痘哦,那都是用来捕捉表情的小贴片,而最后这张特写则是在电影里呈现的效果啦!

  相信很多朋友在最初观看《加勒比海盗》的时候都会惊叹,这得要多鬼斧神工的化妆术才能将这么多演员一个个变成这么吓人的样子啊,替化妆师感到压力山大……其实它的奥妙不是化妆师,而是“动态捕捉技术”。

  当然,不仅仅是《阿凡达》和《加勒比海盗》,《金刚》、《猿星崛起》、《功夫熊猫》、《丁丁历险记》……基本上现在只要是部电影,只要里面有真实人物难以表现的场景都离不开“动态捕捉”了,不信可以百度一下。

“动态捕捉”与游戏
“动态捕捉”与游戏

  “动态捕捉”技术根据实现形式来分有很多种。

  《仙侠世界》采用的是当前主流的“光学动态捕捉”技术,斯皮尔伯格导演的《丁丁历险记》、以及红透半边天的《功夫熊猫》均使用的此项技术,其原理是通过特殊动作捕捉摄像机将专业演员与计算机相连,演员身体各个部位都附有反光小球,将游戏中所有角色可能发生的动作进行真人表演,摄像机捕捉反光球的数据后实时存储到控制电脑里,再由电脑前的专业动画师处理数据,建立三维模型。

  由于计算机精确捕捉了真实人物的动作,其后期制作出来的画面效果比传统单一电脑制作的画面更加真实、细腻,有代入感。

  动作是人类的第二语言,是人类表达情绪和愿望的重要方式,动态捕捉技术完成了将动作数字虚拟化的工作,并将其应用于游戏制作,赋予每一个虚拟游戏角色真实的“生命”,令玩家在游戏的同时能够亲身感受到来自虚拟游戏人物的真实互动,实现人类与虚拟世界的亲密交互。

“动态捕捉”与学术研究
  《仙侠世界》动态捕捉效果展示

  由于动作演员均是男性,而游戏中很多角色都是女性,为了能充分展示女性角色的力与柔美,他必须重复一个动作多达上千次,才能最终达到导演的要求。

  传统的游戏研发采用关键帧、过程模拟等方法进行画面制作,这些方法不但不能保证运动的自然性,并且需要耗费动画师大量的时间和精力。与传统的技术相比,动态捕捉技术虽然费用昂贵,却有着实时性、直接捕捉真人动作,生成模型,能节约前期建帧、模拟的过程,大大地提高动画制作的水平与效率,且高速度、高质量、超拟真,还能有效地控制游戏研发成本,使游戏制作过程更为直观便捷,制作画面效果更为生动。

  “动态捕捉”完成的游戏内打斗画面将给玩家虚拟世界中的超真实打击感。

  除打斗画面外,《仙侠世界》中角色互动交流画面也都是由两名男性动作演员表现,能想象出来两个男人互相做这样的动作,却毫无违和感吗?

  这就是“动态捕捉”技术给游戏带来的魅力变化。

  “动态捕捉”与学术研究(二)

  除影视动画制作外,动态捕捉技术也成功地运用于虚拟现实、游戏、人体工程学研究、模拟训练、生物力学研究等许多方面。

  体育训练者们通过“动态捕捉技术”捕捉运动员的动作,从而进行量化分析,结合人体生理学、物理学原理,研究改进的方法,使体育训练摆脱纯粹的依靠经验的状态,进入理论化、数字化的时代。还可以把成绩差的运动员的动作捕捉下来,将其与优秀运动员的动作进行对比分析,从而帮助其训练提高成绩。

  在当前机器人全自主控制尚未成熟的情况下,机器人控制者们能够应用“动态捕捉技术”,捕捉需要在危险环境下进行的动作,并将动作数据实时传送给机器人控制其完成同样的动作,与传统的遥控方式相比,应用“动态捕捉”技术遥控可以实现更为直观、细致、复杂、灵活而快速的动作控制,大大提高机器人应付复杂情况的能力,有着十分重要的意义。

动态捕捉
      电影、游戏、运动……“动态捕捉”技术已经一点一点渗透进我们生活的每个角落,当它完全占领这个世界时,我们的人生会变成什么样子?
      也许,一个崭新的时代即将来临。巴士<仙侠世界>专区