【转】MOTION CAPTURE动作捕捉系统模块

高建本
2023-12-01

MOTION CAPTURE动作捕捉系统模块
  1. 动作捕捉技术

         在表演动画系统中,表演者负责根据剧情做出各种动作和表情,运动捕捉系统将这些动作和表情捕捉并记录下来,然后通过动画软件,用这些动作和表情驱动角色模型,角色模型就能做出与表演者一样的支轮船和表情,并生成最终所见的动画序列。运动捕捉的任务是检测、记录表演者的肢体在三维空间的运动轨迹,捕捉表演者的动作,并将其转化为数字化的“抽象运动”。实际上,运动捕捉的对象不仅仅是表演者的动作,还可以包括物体的运动、表演者的表情、相机及灯光的运动等。这一技术是目前表演动画系统中最关键、最复杂也是最不成熟的一个五一节,是表演动画系统不可缺少的部分。

         在表演动画系统中,通常并不要求捕捉表演者身上每个点的动作,而只需要捕捉若干个关键点的运动轨迹,再根据造型中各部分的物理、生理约束就可以合成最终的运动画面。

        从应用角度来看,表演动画系统主要有表情捕捉和身体运动捕捉两类;从实时性来看,可分为实时捕捉系统和非实时捕捉系统两种。

        用于动画制作的运动捕捉技术的出现可以追溯到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制作效果。当计算机技术刚开始应用于动画制作时,纽约计算机图形技术实验室的Rebecca Allen就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。之后从20世纪80年代开始,美国Biomechanics 实验室、Simon Fraser大学、麻省理工学院等开展了计算机人体运动捕捉的研究。此后,运动捕捉技术吸引了越来越多的研究人员和开发商的目光,并从试用性研究逐步走向了实用化。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,其应用领域也远远超出了表演动画,并成功地用于虚拟现实、游戏、人体工程学研究、模拟训练、生物力学研究等许多方面。

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