動作捕捉技術(shù)到底是個什么東西呢?
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2022-11-23
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我們今天所說的動作捕捉,通常是指3D游戲或動畫中,通過傳感器和軟件轉(zhuǎn)錄成數(shù)字模型的真實演員的動作。眾所周知,動漫和游戲中的角色(包括人物和動物)都是要有動作的,比如跑、跳、打等等。
在動作捕捉技術(shù)出現(xiàn)之前,所有這些動作都需要人工一幀一幀的繪制。無論是2D還是3D,動畫還是游戲,都需要動畫師/演員根據(jù)自己的感受和經(jīng)驗,一點一點地手動調(diào)整關(guān)鍵幀,一幀一幀地模擬角色的動作。
這種生產(chǎn)方法的缺點是顯而易見的。過于依賴動畫師的面部表情捕捉情況,不同層次的動畫師做出的動作千差萬別,導(dǎo)致產(chǎn)品成本和質(zhì)量不可控。
為解決上述問題,動作捕捉技術(shù)應(yīng)運而生,我們今天所說的動作捕捉誕生于上世紀(jì)60年代的美國。一位名叫李·哈里森三世的動畫師發(fā)明了Animac,這是世界上第一個計算機捕捉系統(tǒng)。
系統(tǒng)中有一套“電子服裝”,衣服上的電位器通過數(shù)據(jù)線與電腦相連。真正的演員穿上演出服進行表演,表演會實時傳輸?shù)诫娔X,轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)。
動態(tài)捕捉技術(shù)的優(yōu)勢非常突出:
一是效率高,所見即所得,不需要動畫師絞盡腦汁去想象復(fù)雜的動作;
第二,成本低。一套動態(tài)捕捉設(shè)備雖然價格不菲,但由于速度快、批量生產(chǎn),可以節(jié)省巨大的時間成本,而且平均分?jǐn)偟矫總€動作上,往往非常便宜。
第三,入門門檻低,不太依賴大神動畫師。對于小團隊來說非常友好。
幾個身著黑衣的演員,站在中間表演各種動作,然后電腦里會有相應(yīng)的骨骼動作,這是optical動作捕捉。
光學(xué)動作捕捉主要有兩個設(shè)備,一個是攝像頭,一個是反光標(biāo)記球。照相機會發(fā)出特定波長的光。被標(biāo)記反射后,每個攝像頭都有標(biāo)記的二維坐標(biāo)。通過軟件的三維重建算法計算后,即可獲得Marekr在場地中的三維坐標(biāo)。
當(dāng)攝像頭以一定的頻率將坐標(biāo)傳輸給軟件進行計算時,姿態(tài)分析會有不同時間的標(biāo)記坐標(biāo)數(shù)據(jù)。時間和坐標(biāo)是動態(tài)捕捉系統(tǒng)可以獲得的兩個原始數(shù)據(jù)。
據(jù)此,軟件可以計算出剛體的速度、加速度矢量和六自由度位姿信息。將這些信息導(dǎo)入到MotionBuilder中進行修復(fù),再導(dǎo)入到3dMax、Unreal等軟件中與模型綁定,就可以得到我們常見的動畫效果了。