影视动画特效制作中的光学动作捕捉

Xsens动作捕捉 2023-05-09 3444

光学动作捕捉技术作为近些年飞速崛起的前沿技术，其最广为大众所知的应用场景仍为在许多好莱坞科幻大片的制作中，如电影《金刚》、《指环王》、《复仇者联盟》、《泰坦尼克号》、《阿凡达》等。动作捕捉演员在绿幕前进行一系列无实物表演，其动作被记录形成最终令人震撼的视觉特效。

接下来将分为动作捕捉在影视动画特效制作中的优势、动作捕捉特效制作流程、以及实际应用案例介绍三个板块，分别进行光学动作捕捉应用于影视特效的详细相关介绍。

1动作捕捉系统优势

1.1高效率

传统的影视特效中，虚拟人物与虚拟场景的制作采用特效师逐帧手K的方式，一部200分钟的电影如果全部采用该方法，需要十五名动画师花费三个月时间才能完成。1914年，出现了转描技术，即先将拍摄好的真人影片投射在玻璃上，再通过画师逐帧将真人拓印在画纸上。而后，动作捕捉技术逐步发展起来，拍摄好的真人表演可依赖于先进的计算机软硬件技术，可以直接与电脑中虚拟形象实现同步，特效制作周期缩短到原有的十分之一甚至更短。

1.2成片质量好

真人动作是人体全身关节肌肉协调后的外在表现，一些细微的动作变化是很难通过手K方式表现出来的，而动作捕捉技术能够做到真人动作的高逼真度呈现，而一个虚拟人物的动作表演，也可以使用更多专业的替身去实现同一虚拟角色不同动作的专业表演呈现，提高了虚拟人物动作演绎效果。同时也扩大了虚拟场景中人与物呈现效果的可能性，一棵树一只小动物通过动作捕捉，实现更生动的拟人形象，演员的表演力与先进的动作捕捉技术结合，可以表演万物。

未来，随着动作捕捉技术的普及，动作捕捉的专业演员会更加稀缺，《指环王》中著名的“咕噜”扮演者—安迪·瑟金斯就在好莱坞开办了一个专门培养动捕演员的学校，目前已达到五六百人规模。

1.3动作数据可重复利用

在重复场景的多次表演中，演员的每一遍表演会存在细微差别，而只要记录下演员在一个场景下的动作捕捉数据，即可通过数据播放实现在不同动作捕捉搭建场景下的表演，而一些简单的行走、奔跑动作数据也能够被随时提取用于多个场景。

2使用动作捕捉的影视动画制作流程

2.1场景搭建与角色绑定

光学动作捕捉系统在场地的搭建首先需进行光学镜头在拍摄地的布置，确保合适数量的光学镜头布置在场地周围，并进行镜头角度的调整，确保其可视范围能够覆盖动作捕捉空间，然后配合动作捕捉软件进行“L”形标定与“T”形标定，在场地中建立起空间坐标系。

接着在演员与道具表面贴好Marker点，建立Markerset并绑定软件模型，这一过程中需要演员进行一组动作数据的采集，并通过Marker点绑定人体骨骼，进而将骨骼数据导入Unity、Unreal、Motion builder、Maya等第三方软件中，与里面的人物模型结合，实现虚拟角色与真人动作的绑定与驱动。

2.2演员动作捕捉数据采集

在动作捕捉演员进行实景表演时，通常会看到其身穿全黑的紧身衣，身上关键位置布置白色小球，这些小球就是Marker点，它表面涂有反光材料，能镜面反射照到它的光线。分布在场地周围的光学动捕镜头会发射红外线，当Marker点反射回去的红外线被两个以上镜头接收时，这些Marker点就会被定位，在软件中显示出来，从而实现动作数据采集。