惯性动作捕捉技术在3D动画制作方面有何优势？

随着行业的不断发展，动作捕捉技术在影视动画行业的应用已十分普遍。动作捕捉技术主要分为光学式和惯性式，前面的文章中我们曾介绍过二者的差异。（干货|一文详解三维运动捕捉技术）

与光学动作捕捉系统相比，惯性动作捕捉系统对场地和空间的限制更小，能够在较大空间范围移动，甚至可以到室外进行实景拍摄，并且不受光照、背景等外界环境的限制，其成本也更低于光学动作捕捉设备。

也正是由于惯性动作捕捉对捕捉环境的高适应性、低成本性和便捷使用性，它深受动画行业的青睐。今天我们就来看看惯性动作捕捉设备在动画行业具有哪些优势？又有着哪些优秀的表现案例呢？

荷兰的惯性动作捕捉技术研发公司Xsens是这方面的佼佼者，其开发的MVN 3D惯性运动追踪系统由Xsens惯性传感器和MVN软件组成，是一款十分适用于3D动画制作开发的动作捕捉系统，可以创造出先进的3D角色动画。

同时，MVN还能使用HTC Vive的定位数据，并与Xsens的动作捕捉数据相结合，可以说是从事游戏，电影，动画，电视广播和现场娱乐的专业人士的理想选择。

01.Xsens MVN的特点\优势

处理空间内的精确位置

MVN引擎内嵌全新的3D位置辅助功能，使得用户能够处理精确的位置数据。位置辅助功能采用领先的位置追踪技术HTC VIVE lighthouses进行定位追踪。然后来自VIVE的精确位置数据传输到MVN软件中处理，并融合身体动作捕捉数据，从而呈现出清晰的画面。这项新开发的功能将为制片工作室提供新的创作机会——可以同时对同一空间内的两人或多人进行测量，这意味着可以记录同一场景内的多组演员，并追踪他们的相对位置。

追踪现场物体

用户可以将传感器置于空间内的物体（比如某位演员的道具）上，并处理物体相对于演员的精确位置。当记录一组演员的身体动作数据时，动画师可以绘制物体位置，将动作和位置数据置于环境背景中。

远程人体动作记录

用户可以在任何位置同时追踪多名演员的身体动作。现在可以轻松精确地完成一系列大型群组动画，并且Xsens可以自动传输数据，无需事后手动下载。

同步捕捉动作和面部表情

MVN可与其他动作捕捉技术实现完美协作。因为新增了网络同步功能，可以通过一个界面管理其他追踪设备，比如Faceware和Dynamixyz的面部表情捕捉技术。只需按下MVN上的“记录”按钮，便可同时从所有设备开始捕捉。

实时的3D角色动画

MVN提供实时3D角色动画、图形、数据流和视频，其具有内置的时间代码和远程控制插件，可处理高达158 Mb / min的数据速率，并可以导出为ASCII（HTML），C3D，BVH，MVNX，BX等多种格式，以及AVI和M4V等影片格式。

02.Xsens在影视动画行业的应用

Xsens与Ninja Theory

世界著名电子游戏制作公司Ninja Theory技术美术师Matthew Stoneham在采访中谈到在《地狱之刃》的许多关键场合中都使用了Xsens设备，如GDC演示、Facebook现场问答直播以及在伦敦惠康信托举行的Hellblade发布会等。

在GDC演示中，女演员梅丽娜·尤尔根斯（Melina Juergens）穿戴着Xsens MVN运动捕捉套装和面部捕捉设备，其身体动作和面部表情被实时捕捉，为观众展示了《地狱之刃》中的塞努阿（Senua）的诞生。

莎士比亚戏剧中的Live Xsens Motion Capture

2016年，皇家莎士比亚剧团的表演首次在制作中出现了完全数字化的角色，而这是通过使用Xsens MVN运动捕捉技术实现的。通过Xsens动作捕捉传感器，演员的动作被投射到舞台之中，成为数字化身，Xsens技术的灵活性使演员可以直接与数字化身进行互动，同时还能在戏剧演出期间不断改进。

Xsens与体育足球游戏FIFA16

FIFA的设计师通过Xsens捕捉到的世界著名足球运动员梅西的运球动作数据，在FIFA16中添加了“ No Touch Dribbling”（无触摸运球），使得梅西著名的运球技术在3D角色中栩栩如生。

Xsens与日本环球影城 Social DisDance

去年6月，日本环球影城（USJ）在疫情后逐渐恢复营业，重新开放大阪市游乐园。为正式宣布恢复营业的消息，并友情提醒做好防疫措施，在其官方社交平台上发布“Social DisDance”的视频，Social DisDance可译为“远程共舞”，谐音Social Distance“社交距离”。舞者们在他们自己的家里使用Xsens动作捕捉套装来进行远程舞蹈表演。

Xsens与虚拟演唱会

John Legend是格莱美的获奖歌手，被亲切的称呼为“传奇哥”，去年他在Wave平台上举行了一场虚拟演唱会，线上为歌迷们演奏热门单曲，演出费用全部用于公益项目。John Legend穿着Xsens动作捕捉套装跟以往线下演唱会一样在现场进行表演，其动作被全方位捕捉后通过舞台上的虚拟角色实现可视化。

Xsens与《黑名单》最终季

当NBC的《黑名单》在拍摄其第7季最后一集时由于新冠疫情影响被迫暂停拍摄，最初没有太多选择可以完成表演。于是他们做出了一个大胆的选择，通过Xsens动捕服实现真人动作捕捉，在Xsens的客户Proof Inc.所制作的预览版的基础上，并将整集变成了具有图形新颖风格的真人/动画混合体。

从以上案例可看出惯性动作捕捉设备十分适用于3D动画制作领域，并逐渐普及。上至超级大片的制作，下至虚拟主播虚拟形象的构建，都十分具有发展前景，我们也期待随着技术的不断完善，惯性动作捕捉技术带给我们更多的惊喜。

值得一提的是，Xsens MVN的应用远远不止于3D动画创作，其卓越的算法系统和精确的关节角度计算使得它可以应用于人体工程学、康复学、生物力学及运动表现分析等众多领域。

赢富仪器是Xsens在国内授权的官方代理，如需获取相关设备方案及报价，欢迎致电4006-111-556详询！