『壹』 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
『貳』 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。
『叄』 電影特效製作流程
電影特效製作流程
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。以下是我整理的電影特效製作流程,希望大家認真閱讀!
特效的兩個種類
電影特效是一個泛泛稱謂,如果從專業角度繼續細分的話可以分為視覺效果(Visual Effects)和特殊效果(Special Effects),這兩者的解釋如下:
視覺效果(Visual Effects):視覺效果代指不能依靠攝影技術完成的後期特技,基本以計算機生成圖像為主,換句話說就是在拍攝現場不能得到的效果,具體包含三維圖像(虛擬角色、三維場景、火焰海水煙塵等模擬等)、二維圖像(數字繪景、鋼絲擦除、多層合成等)。
特殊效果(Special Effects):指在拍攝現場使用的用於實現某些效果的特殊手段,被攝影機記錄並成像,具體有小模型拍攝、逐格動畫、背景放映合成、藍綠幕技術、遮片繪畫、特殊化妝、威亞技術、自動化機械模型、運動控制技術、爆炸、人工降雨、煙火、汽車特技等等。在現代電影製作中,特殊效果技術和視覺效果技術聯合使用密不可分,而且分界線也不是非常清晰了。比如藍綠幕和威亞技術都需要依靠電腦軟體的擦除,是聯動的技術手段。
特效電影製作流程
鑒於特效電影製作分工更細,先引入流程圖以示意。
R&D(研發):在大型特效電影製作中,研發的重要性是巨大的,很多效果的實現都要新的工具,這些工具就需要研發部門的研發了,要麼它們能夠增強現有工具的功能,要麼是之前沒有過的新型工具。電影特效的重要特色之一就是不斷推進視覺的真實感及表現能力,也就需要不斷的進行技術的研發。研發部門的構成以科學家、程序員、數學家為主,為現有的特效製作軟體,比如Maya、Nuke等提供插件,或者是一些獨立的軟體。比如,在《返老還童》中為了製作出假以亂真的虛擬人物的面部表情,研發部門依據面部編碼理論開發了新的面部表情動畫控制插件,安裝於Maya面板下,再比如《阿凡達》因為大量採用表演捕捉的虛擬角色動畫方式,在捕捉現場使用了新開發的虛擬攝影機能夠觀看到初步合成的效果。
技術試驗:技術試驗階段是向投資方、製片人、導演等展示特效製作部門的整合製作能力,或者是某種新技術所能達到的效果,或者是效果的影像風格等。這個階段要使得客戶相信他們所需要的效果是可以完成的,通常由經驗最豐富的藝術家或者技術人員來完成技術試驗片。
概念設計:這個階段導演會集合美術指導、攝影指導、特效指導等影片重要創作人員集體商定,具體實施由概念設計師完成,概念設計將以精美細致的彩繪圖像來呈現影片的視覺風格,有時場景概念設計、角色概念設計、動物概念設計、植物概念設計、機甲概念設計、武器概念設計等等各需要在該領域精通的人士。這個創作過程會經常反復,以盡量減少實拍及製作中的曲折。等概念設計完成後,也會衍生出精細的製作圖用於計算機三維模型,實體模型的製作。
分鏡故事版:分鏡階段和概念設計可以同時進行,也可以等概念設計完成後進行,此時的分鏡故事版和實拍電影的功用相同,用於拍攝製作流程安排的初步指導。在製作視覺預演故事版(動態故事版)的時候,這個分鏡故事板也可以精簡。
模型製作:模型的製作在前期製作階段開始,分為實體模型和數字模型,現在的大型特效電影需要低面數的模型用於視覺預演故事版的製作。概念設計後衍生的製作圖或者美術部門提供的實物是進行三維製作的標准,有時某些雕刻藝術家也會脫離概念部門而直接進行實體模型的製作,用於虛擬角色、重要道具等的製作提示或掃描。實體模型由三維製作人員製作出數字版本來。數字模型會製作出不同的面數級別,精細的高面數模型用於最終渲染,中級別模型用於動畫,低面數模型用於視覺預演。
視覺預演:視覺預演即動態故事板,系使用三維軟體將整個劇本或者手繪分鏡故事板用動畫的形式呈現。導演可以更加直接的預見到攝影機的調度方式、布景情況等,更加有利於指導現場拍攝及後期製作。視覺預演由動畫師以低面數模型製作,會調整不同的版本以供導演選擇。現場拍攝會嚴格執行視覺預演確定的構圖,運動等,但通常會有很大的出入。
參考圖片、資料:參考圖片、資料來源於兩個大的方面,一個是美術置景為實拍部分搭建的場景或者選擇的實地場景,及服裝、道具、小模型等。另一個是拍攝現場在拍攝的同時獲取的`相關資料。特效製作部門需要在開機時配合傳統拍攝方式進行現場拍攝指導,由視覺效果指導率領的團隊完成這個任務。視覺效果指導要為獲得正確的能夠進行後期加工的影像負責,除了提供建議,還需要擷取資料,比如用於建模的參考圖片、紋理繪制、打光的參考以及為數字繪景拍攝的資料等等。這些視覺參考信息將對特效製作極為有利,原則是只多不少。除了圖片,還需要記錄的是某些用於後期製作的關鍵數據,比如場景的尺寸、鏡頭跟蹤的輔助點信息、鏡頭的焦距、光圈等等。
三維模型掃描:除了圖片資料的收集,還需要對關鍵場景、道具、演員等進行三維掃描,有時對演員的掃描會在現場拍攝完成後進行,但涉及演員檔期的問題,通常在拍攝期間進行。三維掃描通常使用精密掃描設備(還有種基於圖像的建模方式,不需使用三維掃描儀)進行高精度模型的掃描,這種模型不能直接使用,會由建模人員繼續加工,製作出用於預演、動畫、渲染的不同版本。
高動態范圍環境貼圖拍攝:在圖片資料的獲取時,有一種重要的能夠用於渲染軟體的"基於圖像的照明"的環境貼圖需要拍攝,即高動態范圍環境貼圖。使用魚眼鏡頭或者金屬反光球多角度拍攝,在修圖軟體中展開並拼接成全景圖,需要進行包圍曝光拍攝低動態范圍合成高動態范圍圖像。
底片掃描:現場拍攝完成後,按照實拍電影的製作工藝進行沖洗、轉磁、聲音製作等環節,這些環節與特效製作同時開展,不再對前文所述的內容重復了。當導演及剪輯師確定鏡頭後,底片掃描文件交由特效部門開始特效製作。大部分電影會掃描成2K(2048x1556)的解析度的LOG圖像格式以保留盡可能多的圖像細節。如果是使用數字攝影機拍攝,那麼數據文件需要進行轉碼處理,轉換成適宜特效加工的格式。
畫面初級校色:畫面初級校色指將掃描好的底片文件或者轉碼好的數字底片文件進行初步校色,以使得鏡頭與鏡頭間的色調、曝光度等能夠銜接。而影片的創作性質的調色將會在影片的特效製作完成後由攝影指導及調色師在調色車間進行。畫面初級校色只不過是為特效製作服務的。
畫面修復:此項針對膠片拍攝的項目,因膠片的沖洗是化學工藝,難免會出現臟點、劃痕、灰塵等痕跡,在進入特效製作系統前,需要專門的部門及工作人員對臟點進行畫面的修復。有些電影項目還會進行降噪,以降低膠片或者數字攝影機拍攝的文件的顆粒度。
裝配:裝配的過程需求技術極為復雜,要求裝配師深刻理解運動的物理過程及運動各部分間的相互影響。比如動物體的裝配需要處理骨骼的層級關系、肌肉、皮膚的相互影響。骨骼裝配完成後由動畫師進行測試,必要時需要反復修改並添加新的控制項來得到更好的效果。
動作捕捉:對於特效電影,動作捕捉是相當重要的環節,在《阿凡達》之前,動作捕捉以形體動作捕捉為主,通常用於中遠景的虛擬角色演員的動畫製作,或者如恐龍、大猩猩等怪物生物的動畫製作。比如《泰坦尼克號》甲板上的人群,《蜘蛛俠》中在空中彈跳的蜘蛛俠,及《金剛》中栩栩如生的大金剛,後來《返老還童》嘗試製作高度模擬的人物的面部表情,達到假以亂真的地步,動作捕捉的技術開始朝著被詹姆斯.卡梅隆稱作「表演捕捉」的方向前進,在《阿凡達》的拍攝中,為了製作出更加逼真的人物面部的動畫,使用專門的攝像機拍攝人物面部表演,記錄圖像用於動畫的製作。
運動跟蹤匹配:鏡頭跟蹤在底片掃描完成後即應開始,首先做的是鏡頭軌跡反求,使用諸如BOUJOU、PFTRACK等三維跟蹤軟體,在拍攝現場記錄的鏡頭的參數此時就派上了很大用場,通常軟體的默認跟蹤功能不能應付高難度的鏡頭運動,還需要跟蹤人員的手工的參數調整或者使用新開發的針對項目的跟蹤軟體。精確的鏡頭跟蹤完成後,攝影機軌跡會被送入三維軟體或二維合成軟體。除了鏡頭軌跡的反求,還需要進行物體(角色、道具等)的運動軌跡跟蹤,比如如果要給湯姆.漢克斯的腦袋上安裝一對三維製作的犄角,就需要對鏡頭中的湯姆漢克斯的身體運動做跟蹤,並把他的運動數據賦予三維犄角,這樣才能使得二者的運動匹配在一起。
模型動畫:動畫是將裝配好的虛擬元素按照敘事的需求進行動態表情、形體運動、物理運動等的製作。虛擬元素代指角色、生物體、機械裝置等。動畫師使用中級精度的模型進行,這種模型既能讓動畫師做到足夠的精確,又能防止過多的面數細節帶來的工作速度減慢。動畫調整完成後,通常不需要帶有光影材質的渲染,直接用灰色的模型動畫向導演、特效指導等人展示即可,動畫的調整過程也會修改多次。
效果動畫:效果動畫系指使用模擬方式生成的動畫,包含三個大類:粒子、剛體柔體動力學和流體。進行各項模擬除了需要反求出的虛擬攝影機外,還需要包含動畫好的虛擬元素所處的三維場景,這些都是進行模擬的基礎。比如,要製作某個人著火的鏡頭,就需要先製作一個人物角色的粗略模型,並調整出模型動畫,這樣進行效果模擬的人員就可以利用模型作為發射火焰的發射體,而且這個低面數模型同時也為渲染出的火焰動畫提供了遮罩,以為後面更為精細的合成提供良好的基礎。
紋理貼圖:模型需要紋理貼圖才能呈現出真實感,紋理貼圖的范圍不只是包含色彩細節,還有置換貼圖、法線貼圖等用於增強模型形體細節的貼圖。貼圖需要經過動畫師的測試,以修正扭曲、拉伸等問題。此時收集的圖片資料就派上了用場,材質師會利用這些圖片按照模型拓撲結構繪制固有色、高光貼圖、反射貼圖、凹凸貼圖等,貼圖的解析度要足夠大,有時甚至達到8K像素以上才能在攝影機靠近模型的時候不出現問題。
材質受光研究:這一階段將綜合材質、貼圖、光照來研究模型渲染後呈現出來的觀感,比如高光屬性、反射屬性、粗糙度、透射度、發光度等等表面細節。模型賦予材質後經過渲染要和實際的物體極為接近,達到「照片級」渲染水平。如果自然界不存在該模型,比如怪物,那麼材質人員就需要和導演、視覺效果指導來決定該物體應該呈現的觀感,材質部門通常需要和研發部門密切配合研究某種新型材質或改進現有材質。
打光及渲染:在動畫及材質調整好後,燈光師開始為虛擬場景進行燈光設置及渲染。高動態范圍貼圖會在這一階段使用但通常需要添加額外的數字燈光以達到更高的真實度。燈光師會為一個場景或一個模型的渲染進行分通道渲染,並會在底片數據文件上做初步的合成測試,及至效果達標後,分層渲染的文件會提交合成部門進行合成。
遮罩分層Rotoscoping:實拍畫面需要仔細的分層,以使的虛擬合成元素能夠不露痕跡的添加入實拍畫面中去。比如需要一段真人演員和機器人的打鬥,在實拍時只有真人演員在布景中進行表演,對於這種素材就需要Rotoscoping處理,遮罩製作人員會逐幀按照真人演員的輪廓繪制遮罩,這樣真人演員就和背景分離了,然後就可以將三維軟體製作的機器人添加進入了。有些鏡頭在藍綠幕前拍攝,這種方式得到遮罩更加容易,所以在特效電影中藍綠幕的應用非常廣泛,但很多情況下沒有辦法使用藍綠幕,那麼只好在後期逐幀的繪制遮罩了。
元素實拍:全部使用CG軟體進行自然物質的模擬未必是個好主意,像煙、水花、灰塵等等,如果使用在黑背景、藍綠幕前拍攝進行獲取的方式或許更好。除了這些,有些使用小模型製作的道具、局部布景也可以使用實拍來獲得。這些元素由特效製作部門下的特效攝影部門進行實拍獲取,在經過若干項目後,會組建起來一個素材庫,這樣製作人員就可以輕松的獲得這些元素而不必為如何用程序來模擬它們而費腦筋了。
合成:合成是特效鏡頭製作的最後一道工序,所有其他部門的工作成果將在此時整合。合成師將利用合成軟體的各項功能以使各個CG元素真實自然的合成在一起,不能顯露合成的痕跡。合成師要充分了解鏡頭和畫面的構成原理。數字繪景師的工作也隸屬這個階段,他將利用其他部門提供的CG元素結合拍攝現場獲得的圖片資料進行背景的繪制。合成工作完成後,鏡頭將送交特效指導或導演進行商討及交流,這個過程可能會反復很多次。
輸出:最終的輸出要使用和底片掃描文件(或數據轉碼文件)同樣的格式,特效鏡頭要和實拍無特效鏡頭整裝後提交給數字中間片校色部門進行統一校色,後續工藝和實拍電影相同。
;『肆』 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。
『伍』 一部電影里運用了人的一些面部表情,和手勢之類的,對電影突出他的主題有什麼作用
電影是通過畫面聲效把信息傳遞給觀眾,觀眾是從視聽感受電影作品表達思想內容的。而人的一些面部表情,和手勢之類,正是展示給觀眾的視覺效果。人物豐富、細膩、恰當面部表情以及富於個性化的手勢更能刻畫人物的性格與思想感情,從而使電影作品更富有感染力,對突出電影的主題有著至關重要的作用。能正確把握人物的思想感情,通過表情、動作、語言重塑人物,這也是一個演員必具的基本素質。試想一下演員毫無表情,呆若木雞的表演,這樣的電影你願意看下去嗎?
『陸』 為什麼特效電影動作捕捉還要演員親自上場
動作捕捉是要捕捉演員的面部表情和形體動作。光靠特效是做不出來的。
『柒』 拍電影時演員臉上貼的小圓片是神馬
動作捕捉儀 的感應器。
貼在真人臉上 或 身體上 做動作,可以被直接反應到電腦對應的3D模型上
『捌』 什麼是動作捕捉
如果從字面上進行理解,「動作捕捉」可以認為是這樣一個操作:通過某種手段對被觀察對象(人物或者其它「動物」)的動作(肢體動作或表情等)進行有效記錄。
《猩球崛起》中並不存在一群猩猩演員
除此之外,動作捕捉還可以運用到軍事訓練、文旅展示、醫療、動畫、教育等領域(參考國產動捕領軍企業「瑞立視」的行業案例)。隨著數字感測器、5G通信、軟體演算法等技術的發展,動作捕捉將會更加成熟,前景更廣闊。
綜上,動作捕捉是一項具備巨大發展潛力的實用技術。
『玖』 《雙子殺手》是通過什麼技術手段實現演員自己與自己對打的
電影中年輕的史密斯是根據動作捕捉技術,100%用特效製作出來的人物。
完全的視覺創造,通過對威爾·史密斯的動作捕捉,用特效創造了一個人出來。換句話說,大銀幕上看到的兩個威爾·史密斯並不全是真實存在的,不是借位也不是替身,而是通過對史密斯的動作捕捉,依靠最先進的特效技術,製作出來的。特效做出了一個真實的人,用李安的話來說:我們要感謝科技讓這個想法成真。
這一場場「自己打自己」的動作戲,不論是體力還是表演上,都對威爾·史密斯有著極大的挑戰。李安也不禁感慨,「他這次完全豁出去了,看到他演年輕自己的那種努力,讓我很感動。」
(9)電影為什麼要面部動作捕捉擴展閱讀:
電影上映時間
李安的新電影《雙子殺手》發布定檔預告,正式宣布內地定檔10月18日。
時隔三年回歸,這一次李安聯手威爾·史密斯,一起幹了件大事,用特效製造了一個大活人:年輕的威爾·史密斯。該片講述了史密斯飾演的情報局特工亨利,退休之際遭遇一名神秘殺手朱尼爾的追殺,卻發現這名殺手竟是年輕了20多歲的自己。
李安電影回顧
近些年來,從《少年派的奇幻漂流》,到《比利·林恩的中場戰事》,李安的視角逐漸聚焦人的成長這一題材上,而《雙子殺手》將繼續圍繞這個命題,通過中年男人和年輕的自己的角逐,回顧自己的一生。
該片延續了李安上部影片《比利·林恩的中場戰事》中採用的120幀+4K+3D的全新技術格式拍攝,目前國內很多影院都在改造影廳來配合這種放映格式。
回首李安的作品,雖然類型各有不同,但風格迥異的外衣下,是李安一貫的對人生和自我的情感探索。早年的「父親三部曲」中,李安從一個年輕孩子的角度,去審視父子關系。
李安電影變化
而近些年來,隨著年齡的增長和生活閱歷的豐富,李安的敘事視角有了明顯的變化,從《少年派的奇幻漂流》、《比利林恩的中場戰事》,再到新片《雙子殺手》,李安以一個長者的身份,回望年輕時的自己。
『拾』 動作捕捉技術是什麼原理
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。