相信喜欢三维动画的同学
在看电影或玩游戏时
看到逼真的人物动作
反应是这样的
▼
如今
动作捕捉的身影随处可见
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
▼
什么是动作捕捉
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
▼
演员穿上布满小球的紧身服
然后四处走动
▼
动作捕捉的原理
使用跟踪摄像机（有无跟踪点均可）的系统
称为“光学动作捕捉”
基于测量惯性和机械运动的系统
是“非光学动作捕捉”
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
▼
在电影领域
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
这一过程甚至可以不用电脑
包括三种主要技术
▼
1 定格动画技术：
《金刚》（1933） 《杰逊王子战群妖》（1963）
动画师将木偶、黏土偶角色
每帧都摆一个略微不同的动作
然后逐帧拍摄
就形成了连续的活动影像
但这种技术要求动画师在每一帧都要摆放角色造型
因此非常费时费力
▼
2 机械模型：
《终结者》（1984）
到了80年代
随机械、无线电技术的发展产生
使用全尺寸的机器人模型
通过遥控、机械操作使其运动起来
但角色的动作不是特别流畅
设计制作难度大操控复杂
▼
3 逐帧转描：
《白雪公主》（1937）
动画师Max Fleisher在1914年发明了逐帧转描
将真人表演转换为角色动画
但逐帧绘制工作量巨大
而且只能得到二维信息
▼
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
当然
画面就是华丽丽地辣眼睛了
▼
胡萝卜真好吃
▼
给爷笑一个
▼
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
诞生于生物动力学研究机构
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
但机械式动作捕捉设备比较笨拙
对演员的动作限制较大
未被电影界广泛采用
▼
同一时期
出现了基于LED灯的光学式动作捕捉技术
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
但早期的技术无法精确地把演员表演传递给动画角色
▼
动作捕捉银幕首秀：
《全面回忆》（1990）
片中使用该技术的镜头仅有几秒钟
即施瓦辛格饰演的男主角经过X射线时的镜头
由行业佼佼者Motion Analysis公司提供的技术支持
但当时的动作捕捉设备还是有线的
▼
动作捕捉创建CG群众演员：
《泰坦尼克号》（1997）
借助动作捕捉技术建立了CG人物动作库
并由此生成了一大群形态各异的CG人物
观众看到的沉船场景中大多数乘客都是CG的
这比找上千名群众演员要省时省力得多
▼
怪异造型：
《星球大战前传一：幽灵的威胁》（1999）
饰演加·加·宾克斯的阿梅德·贝斯特参与了片场拍摄和表演
然后在专门的动作捕捉棚内表演
供动画师采集动作
而后动画师制作的虚拟加·加·宾克斯
又被放回贝斯特在片场拍摄时所在的位置
▼
表演捕捉：
《阿凡达》（2009）
是动作捕捉技术走向成熟的标志
《阿凡达》对于动作捕捉技术最大的贡献在于
借助头戴式摄像头以及改进的软件算法
完美解决了演员面部表情高精度采集的问题
头戴式摄像头成为了动作捕捉的标配
▼
而现在
迪斯尼开发出一套全新的实时动作捕捉技术
整个过程只需要固定的几个惯性传感器即可
大大降低了动作捕捉过程的复杂性
且该系统的捕捉效果丝毫不差
研发人员称
有时过多的各种配件会影响动作捕捉的效果
▼
通过最少的设备和实时反馈
来完成实时动作捕捉
通常完成一套实时动作捕捉
只需要1个小时、甚至更短的时间
▼
只需要捕捉对象
在四肢、头以及尾椎骨上佩戴传感器
并且会通过同一个地方的光学标记参考位置
来监测被捕捉对象的位移
▼
将这仅有的几个传感器所监测到的数据
输入到预先设定好的物理模型中
就可大致了解被捕捉对象的身体动作
基于标记的位置和位移
来准确计算被捕捉对象身体的位置和动作
最后，再将两组数据汇总
最终完成动作捕捉
▼
在这套系统中，即便出现了没有佩戴传感器的部位，如手肘、膝盖等，导致产生了一些奇怪的运动方式，动作捕捉系统也能准确地断定其为误差数据，因为在物理模型中这些动作就是不被允许存在的。如上述示意图所示，蓝色人型是正常被捕捉对象所佩戴传感器而产生的动作轨迹，而绿色人型则是计算模型。
动作捕捉要多少钱
涉及到三维动画的没有便宜的，包括动作捕捉。但是跟任何数字技术一样，价格都是在逐渐下降的。
最便宜的方案，可以在家使用Kinect和iPi Motion Capture软件进行无标记点式动作捕捉，这只需要295美元。而在高端领域，EA的新动作捕捉棚战地18000平方英尺，使用最新的Vicon Blade软件和132个Vicon摄像头。我们不知道这到底要多少钱，但是两个Vicon摄像头的系统加上软件就得12500美元。（而且你还得需要MotionBuilder软件来把动作捕捉数据映射到数字角色，一个授权就得4200美元）。
尽管价格昂贵，据说动作捕捉还是只占同量级手工动画成本的四分之一到一半，并且真实感更强。
关于动作捕捉的争论
许多人都讨厌动作捕捉，态度很鲜明。因为它很难取代任天堂风格的游戏，以及传统的手工动画，例如《千与千寻》和华纳的《兔八哥》系列。这些经典角色都是Chuck Jones、宫崎骏之类的动画巨匠应用艺术灵感、通过上千小时的手工动画来完成的。动作捕捉仍需要动画师做大量的关键帧来优化角色。
对于制片人来说，动作捕捉可能在价格上很诱人，但是大多数情况下，动作捕捉的数据都没法直接用，通常都需要大量的数据清理工作，最终的结果也很可能便宜制片人的初衷。
戳视频了解更多动作捕捉新技能↓↓↓
关注『极客范』
看更多新、奇、酷的东西
↓↓↓
转载文章请回复 “转载” 二字