電影動作捕捉原理

❶ 動作捕捉的動作捕捉技術對比

上世紀七、八十年代，動作捕捉開始是作為生物力學研究中的攝影圖像分析工具，隨著技術的日漸成熟，該技術開始拓展到教育、訓練、運動、電腦動畫、電視、電影、視頻游戲等領域。使用者在各個關節處配備有標記點（Marker），通過標記點間位置和角度的變化來識別動作。
動作捕捉系統有機械鏈接、磁感測器、光感測器、聲感測器和慣性感測器。每種技術各有優點，但不論何種技術，用戶都會受到某些限制。
● 光學式使用光學感知來確定對象的實時位置和方向。光學式設備主要包括感光設備（接收器）、光源（發射器）以及用於信號處理的控制器。感光設備多種多樣，例如普通攝像機、光敏二極體等。光源可以是環境光，也可以是結構光。為了防止可見光的干擾，通常採用紅外線、激光等作為光源。由於光的傳播速度很快，因此光學式設備最顯著的優點是速度快、具有較高的更新率和較低的延遲，較適合實時性強的場合，在小范圍內工作效果好。紅外被動光學式動捕工作原理：多個相機組成的捕捉空間，相機上的近紅外LED照射目標物上的反射標記點（上圖中周圍的一圈光源就是近紅外光源），相機對標記點進行紅外成像，提取標記點的二維信息，通過多個相機對同一標記點反饋的空間數據，計算出Marker點的三維位置信息，動捕系統將完成對表演者的動作連續拍攝、圖像存儲、分析、處理，完成對運動軌跡的實時記錄。
● 慣性式通過盲推得出被跟蹤物體的位置，也就是說完全通過運動系統內部的推算。優點是不存在發射源、不怕遮擋、沒有外界干擾，有無限大的工作空間。缺點是快速積累誤差。
● 機械式是比較古老的跟蹤方式，使用連桿裝置組成。是價格比較便宜、精確度較高和響應時間短的系統。它可以測量物體整個身體運動，沒有延遲，而且不受聲、光、電磁波等外界干擾。另外，它能夠與力反饋裝置組合在一起。缺點是比較笨重，不靈活，而且有慣性。由於機械連接的限制，其工作空間也受到一定的限制，而且工作空間中還有一塊中心地帶是不能進入的，俗稱機械繫統死角，使機械設備不能進入。
● 電磁式利用磁場的強度進行位置和方位跟蹤。一般包括發射器、接收器、介面和計算機。優點是不存在遮擋問題，接收器與發射器之間允許有其他物體，也就允許用戶走動。相對於其他運動捕捉設備，它的價格較低、精度適中、采樣率高（可達120次/秒）、工作范圍大（可達60m），允許多個磁跟蹤器跟蹤整個身體運動，並且增加了跟蹤運動的范圍。缺點是易受電子設備、鐵磁場材料的干擾，可能導致磁場變形引起誤差。測量距離加大時誤差增加，時間延遲交大（33ms），有小的抖動。

❷ 動作捕捉儀的系統分析

截止到今天，常見的動作捕捉技術從原理上說可分為以下五種：光學式，慣性式，機械式，聲學式，電磁式。

人體運動捕捉設備

1）光學式動作捕捉，顧名思義，是通過光學原理來完場物體的捕捉和定位的。是通過光學鏡頭捕捉固定在人體或是物體上面的marker的位置信息來完成動作姿態捕捉。光學式動作捕捉依靠一整套精密而復雜的光學攝像頭來實現，它通過計算機視覺原理，由多個高速攝像機從不同角度對目標特徵點進行跟蹤來完成全身的動作的捕捉。光學動作捕捉可分為被動式和主動式兩種。這個分類是從marker來區別的。主動式是指marker是主動發光甚至可以自帶ID編碼的，這樣鏡頭在視野中可以通過marker自身發光來觀測它，並記錄捕捉到其的運動軌跡。而被動式光學動作捕捉是通過鏡頭本身自帶的燈板發出特定波長的紅外光，照射到marker上，marker是通過特殊反光處理，可以反射鏡頭燈板發出的紅外光，這樣鏡頭就能在視野里捕捉記錄該marker的運動軌跡。

2）慣性動作捕捉則是採用慣性導航感測器AHRS(航姿參考系統)、IMU(慣性測量單元)測量被捕捉者或物體的運動加速度、方位、傾斜角等特性。慣性動作捕捉需要各類無線控制項，電池組，感測器等一些配件。類似一個整裝衣服穿在身上，通過各個部位的感測器來捕捉人體或物體的數據。

3）機械式動作捕捉系統依靠機械裝置來跟蹤和測量運動軌跡。典型的系統由多個關節和剛性連桿組成，在可轉動的關節中裝有角度感測器，可以測得關節轉動角度的變化情況。裝置運動時，根據角度感測器所測得的角度變化和連桿的長度，可以得出桿件末端點在空間中的位置和運動軌跡。

4）聲學式動作捕捉系統一般由發送裝置、接收系統和處理系統組成。發送裝置一般是指超聲波發生器，接收系統一般由三個以上的超聲探頭組成。通過測量聲波從一個發送裝置到感測器的時間或者相位差，確定到接受感測器的距離，由三個呈三角排列的接收感測器得到的距離信息解算出超聲發生器到接收器的位置和方向。

5）電磁式動作捕捉系統一般由發射源、接收感測器和數據處理單元組成。發射源在空間產生按一定時空規律分布的電磁場；接收感測器安置在表演者身體的關鍵位置，隨著表演者的動作在電磁場中運動,接收感測器將接收到的信號通過電纜或無線方式傳送給處理單元，根據這些信號可以解算出每個感測器的空間位置和方向。

❸ 三維動作捕捉技術是指什麼

字面意思可以直觀地理解為通過各種技術手段記錄被觀察對象（人或物，或是動物）的動作，並做有效的處理。從專業角度來看，動作捕捉是一項能夠實時地准確測量、記錄運動物體在實際三維空間中的各類運動軌跡和姿態，並在虛擬三維空間中重構這個物體每個時刻運動狀態的高新技術。

❹ 國外動作捕捉做的比較好的大片是怎麼實現的比如阿凡達和哥斯拉大戰金剛

《哥斯拉大戰金剛》在特效製作方面很是搶眼，是一部必須到影院觀看才過癮的特效製作大片。這些特效的製作很大程度歸功於三維光學動作捕捉器的大量使用。我公司在這方面有很深的研究。在三維光學動捕設備中國產的NOKOV度量可是首屈一指的，這款系統無論室內室外都可以轉換使用。頂級的鏡頭已完全取代美國大牌品牌產品，是目前國內很多影視公司採用的動作捕捉產品。隨著國內三維光學動作捕捉技術的不斷完善和成熟。相信會有越來越多像《刺殺小說家》這樣的超級特效片出現，不會比國外差。

❺ 動作捕捉的介紹

動作捕捉字面意思可以直觀地理解為通過各種技術手段記錄被觀察對象（人或物，或是動物）的動作，並做有效的處理。從專業角度來看，動作捕捉是一項能夠實時地准確測量、記錄運動物體在實際三維空間中的各類運動軌跡和姿態，並在虛擬三維空間中重構這個物體每個時刻運動狀態的高新技術。

既然是一項技術，那麼總是有各類不同方式實現這項技術的。動作捕捉技術現階段可以分為以下幾種：光學式，慣性式，機械式，聲學式，電磁式。

光學式動作捕捉，顧名思義，是通過光學原理來完場物體的捕捉和定位的。是通過光學鏡頭捕捉固定在人體或是物體上面的marker的位置信息來完成動作姿態捕捉。光學式動作捕捉依靠一整套精密而復雜的光學攝像頭來實現，它通過計算機視覺原理，由多個高速攝像機從不同角度對目標特徵點進行跟蹤來完成全身的動作的捕捉。光學動作捕捉可分為被動式和主動式兩種。這個分類是從marker來區別的。主動式是指marker是主動發光甚至可以自帶ID編碼的，這樣鏡頭在視野中可以通過marker自身發光來觀測它，並記錄捕捉到其的運動軌跡。而被動式光學動作捕捉是通過鏡頭本身自帶的燈板發出特定波長的紅外光，照射到marker上，marker是通過特殊反光處理，可以反射鏡頭燈板發出的紅外光，這樣鏡頭就能在視野里捕捉記錄該marker的運動軌跡。

慣性動作捕捉則是採用慣性導航感測器AHRS(航姿參考系統)、IMU(慣性測量單元)測量被捕捉者或物體的運動加速度、方位、傾斜角等特性。慣性動作捕捉需要各類無線控制項，電池組，感測器等一些配件。類似一個整裝衣服穿在身上，通過各個部位的感測器來捕捉人體或物體的數據。

目前主流的動作捕捉技術是慣性動作捕捉與光學動作捕捉。光學動作捕捉中，由於主動式marker需要供電，在固定marker時需要的配件和線路會影響使用，所以現在主流使用的光學動作捕捉幾乎為被動式光學動捕。與被動式光學動作捕捉亞毫米級的精度相比，慣性動作捕捉的誤差隨著時間而累積，精度上不如被動式光學動作捕捉；在使用環境上，由於慣性動作捕捉的感測器長時間暴露在磁場中可能會造成感測器磁化，所以在使用時要遠離磁場（包括但不限於電腦、鍵盤、電視等）。在自動化控制、運動分析、步態分析、虛擬現實、人機工效、影視動畫等領域，被動式光學動作捕捉往往更具優勢。考慮到慣性動作捕捉相對被動式光學動作捕捉具有的價格優勢，在一些對精度要求不那麼高的領域（如部分電影電視中的人群的動作捕捉），往往會選用慣性動作捕捉。

❻ 電影特效採用了超多動作捕捉設備來協助拍攝，是怎樣實現的

太空科幻大片《星際迷航：暗黑無界》難得一見的用IMAX攝影機拍攝了其中三十多分鍾的場景，堪稱科幻題材片中IMAX3D版先河之作，同時也受到超過90%的科幻迷熱烈期待。

電影特技作為電影藝術中一個重要的組成部分，為其提供了強大的技術支持，旨在為觀眾營造出一個獨一無二的視覺盛宴，給觀眾們真切地感受到"身臨其境"的觀影感受。

好萊塢大片大量運用了電影後期製作技術，尤其是數字特效，在創造影視藝術中的現實世界時，又在創造異乎尋常的"夢幻世界"及"超人"故事

一些高難度、大投入的科幻片、災難片、動作片廣泛地使用了數字特效，變幻出了"虛擬現實"和"未來世界"。

那麼，這些電影特效到底是如何運用的呢？

人、妖怪、建築物，以及交通工具的模型都被用來製作電影特效。

當模型必須被移動的時候，我們可以通過以下三種方式中的任意一種來移動它們：用手、機械，或者電來使它們移動。運用手工來移動它們需要很長時間，因為模型在銀幕上一秒種內的活動，至少需要有24個動作。

人、妖怪、建築物，以及交通工具的模型都被用來製作電影特效。

當模型必須被移動的時候，我們可以通過以下三種方式中的任意一種來移動它們：用手、機械，或者電來使它們移動。運用手工來移動它們需要很長時間，因為模型在銀幕上一秒種內的活動，至少需要有24個動作。電影攝制者利用它們來避免讓演員處於危險的境地、減少電影的製作成本，或者理由更簡單，只是利用它們來讓電影更扣人心弦。在影視拍攝中，經常用微型模型，例如：人、妖怪、建築物等各種，來實現電影中特效的需要。

伴隨著計算機圖形計算技術的發展，使電影特效的製作速度和質量有了巨大的進步，製作者可以在電腦在完成更細膩、真實、震撼的畫面效果。

比如可以使用Maya軟體來製作風雨雷電、山崩地裂、幽靈出沒、異形、房屋倒塌、火山爆發、海嘯等用實際拍攝或道具無法完成的效果，也可以使用Maya軟體製作模擬的角色，例如：精靈鼠小弟中的老鼠，冰河世紀中的松鼠、星球大戰中的Yoda大師等等。

在影視電影中，人們通過計算機技術製造出來的假象和幻覺，被稱為影視特效。

特效可以分成兩大部分，一是三維特效，二是後期特效。兩者在特效領域都非常重要，缺一不可，相鋪相成。

三維特效很容易理解，即通過三維軟體技術，製作三維相關的內容。

後期特效指通後實拍內容、照片素材和三維軟體渲染的素材進行合成，得到最終的效果。

這兩部分相輔相成，熟知後期特效，可以幫忙製作人員在三維製作過程中提供更多的想法思路和解決方案。有些效果可以在三維中完成，也可以後期下完成，而有些效果只能在後期下完成。如果製作人員熟練掌握後期特效和三維特效的應用，可以選擇一條最好的製作方案，在高效率情況下追求最好的品質。

摳像，屬於後期特效部分，摳像就是摳素材，去除實拍素材中的多餘部分。比如我們在看電影時經常看到很壯觀的場景，有一個人站在山上，在遠處火山爆發，火光沖天，實際上拍的時候一般找不到這種景觀，這就需要做後期處理。

我們經常在電影花絮中看到，演員站在以藍色或綠色布為背景的前面進行拍攝，這樣使前景角色和背景之前產生顏色差異，由製作人員將藍色或綠色拍攝區域摳掉，然後再通過電腦圖形技術將特效場景與拍攝人物合成在一起，得到真實的震撼效果。

❼ 動作捕捉是什麼

字面意思可以直觀地理解為通過各種技術手段記錄被觀察對象（人或物，或是動物）的動作，並做有效的處理。從專業角度來看，動作捕捉是一項能夠實時地准確測量、記錄運動物體在實際三維空間中的各類運動軌跡和姿態，並在虛擬三維空間中重構這個物體每個時刻運動狀態的高新技術。

光學動作捕捉運用於虛擬現實VR

❽ 《毒液》這款電影的影視特效團隊在拍攝現場是怎麼處理動作捕捉特效製作的

《毒液》這部電影中特效鏡頭巨多，很多觀眾觀看後大呼過癮。這些特效很多都是在拍攝現場運用了三維光學動作捕捉設備來製作的。而在這一技術層面，我國的產品發展速度迅猛，在高博會上我見到了國內頂尖的三維光學捕捉技術產品NOKOV度量，這款動作捕捉系統應用下的實現了實時跟蹤、採集目標人體運動信息，重建肢體關節點的空間位置與姿態參數，精度高，將虛擬角色與人物或動物綁定後，可實現角色與被捕捉物的同步運動，實時觀看捕捉效果，提高影片或動畫的製作效率和質量。這款產品主體全部實現了自主技術產權，性價比高。有了這么高精尖的技術保