1、动作捕捉论文刘奕麟 1103220827摘要：动作捕捉也叫做三维动作追踪、三维运动追踪，是一种用于准确测量运动物体在三维空间运动状况的技术。动作捕捉准备前的工作尤为重要，是捕捉的关键。动作捕捉的技术是影视动画制作中的新技术.Abstract: motion capture also known as three-dimensional motion tracking, three-dimensional motion tracking, a method for the accurate measurement of moving objects in three-dimensional mo
2、vement of the technology. The motion capture ready before the work is particularly important. The motion capture technology is a new technology in the film and television animation.关键词：捕捉前准备工作 影视动画 游戏 上世纪七、八十年代，动作捕捉开始是作为生物力学研究中的摄影图像分析工具，随着技术的日渐成熟，该技术开始拓展到教育、训练、运动、电脑动画、电视、电影、视频游戏等领域。使用者在各个关节处配备有标记点（M
3、arker） ，通过标记点间位置和角度的变化来识别动作。 动作捕捉前的准备工作很重要，首先是贴点，VICON 系统主要是捕捉反光 marker 点的三维运动轨迹，所以在捕捉的时候你需要贴一些反光 marker 点在捕捉的对象上，下面举例说明如何在人体贴反光 marker 点。注意，当校正系统时 MARKER 点不能随意增减。Marker 点利用特殊材质做成的反光球，可以对相机发出的红外线光线进行反射，反射的数据再接收到相机中，Marker 点分各种形状和大小：3 或的 marker 点应用在面部和手部捕捉、9 或的 marker 点应用在全身捕捉上、12 或的软 marker 点应用在有接触碰
4、撞的表演动作时、25、35 和的 marker 点应用在比较大的场地上。在动作捕捉中，捕捉的对象是 marker 点，而不是物体，所以对与物体的打扮是比较重要的，这将影响到捕捉的效果，例如，如果演员穿着松散的衣物，捕捉时衣物可能遮挡住marker 点，这样捕捉的对象就成为衣物而不是 marker 点。在大多数情况下，主要捕捉的是运动的基本骨架，在临床环境下将 marker 点贴到身体关节点上，这样我们会建议最低限度的服装，如果把 marker 点直接贴到皮肤上效果更佳。在动画的环境中，我们建议使用莱卡服，或可以订购专门适合 vicon 的运动系统的衣物。在人移动时，穿着鞋子与赤脚是不同的，在医
5、学或体育科学实验室里，你可能意识到穿鞋与不穿对捕捉对象的影响。在动画制片厂里，将考虑为了获得现实的动作捕捉他们的 CG人物是否要穿鞋，如果他们穿鞋采取一些标记，注意些的弯曲以使 marker 点反应出运动的轨迹。贴 marker 点，理想的情况是，一旦一个 marker 点被贴到物体上时它不应该脱落或移动，为确保这种情况你应该小心安全贴 marker 点到物体上，当选择正确的方法时，很大程度取决你所穿的衣物和捕捉的动作类型，现在有许多不同的技术已经成功的使用。使用双面胶带来贴 marker 点是最常用的方式，这个胶带对于依附于皮肤、手、面部和其他暴露的部分是比较好的。但对于湿的皮肤和衣物依附作
6、用不强。这些类型的胶带提供了强大的粘附力，尤其是适合贴在衣服和鞋子上，但要注意的是他会受水分的影响，并且不适宜贴在皮肤上。正确的贴点位置对于实现良好的运动捕捉是很关键的，虽然你可以把 marker 点贴到任何地方，但通常都放在捕捉运动的基本骨架上。因此，marker 点应放到具体和容易识别的位置。动作捕捉在影视特技上的应用将 运动捕捉技 术 用 于 动 画 制 作 ， 可 极 大 地 提 高 动 画 制 作 的 水 平 。 它 极 大 地 提 高 了 动 画制 作 的 效 率 ， 降 低 了 成 本 ， 而 且 使 动 画 制 作 过 程 更 为 直 观 ， 效 果 更 为 生 动 。 随 着
7、 技 术 的进 一 步 成 熟 ， 表 演 动 画 技 术 将 会 得 到 越 来 越 广 泛 的 应 用 ， 而 运动捕捉技 术 作 为 表 演 动画 系 统 不 可 缺 少 的 、 最 关 键 的 部 分 ， 必 然 显 示 出 更 加 重 要 的 地 位 。 运动捕捉技术是影视动画制作中的新技术.在对运动捕捉技术分析的基础上,讨论了基于光学运动捕捉技术制作动画的原理和方法,并详细描述了标记点跟踪和三维重建等技术在影视动画制作过程中的应用.运动捕捉系统在电视剧神雕侠侣中的使用，是目前国内同领域的首次尝试。这是一次挑战，尤其是在对战马摔倒这一动作的捕捉过程中我们遇到了难题。在国内还没有对战马
8、这类大型的四足动物进行动作捕捉的先例。电影制作：Centropolis Effects 和 House of Moves 两家制作公司使用 Vicon 的运动捕捉系统制作电影决战时刻（ the Patriot）的宏伟战斗场景，他们使用数字角色去填充背景甚至是有人群的场景，使艺术师制作出非常逼真的影视画面，而不用依赖耗时且高成本的群体场景拍摄。Mill Film 公司为电影神鬼战士（ Gladiator）制作了数以千计的运动捕捉角色，使得古罗马街道和竞技场内栩栩如生。音乐电视：迈克尔杰克逊、著名组合后街男孩（Backstreet Boys）、威尔史密斯、Busta Rhymes、网球明星阿加西、
9、詹姆士 布朗、英国巨星罗比 威廉姆斯等，用 Vicon的系统捕捉他（她）们的面部或者全身动作。Vicon 系统的精确性以及捕捉每个细微动作的能力，成为再现明星们特征动作的工具。运动捕捉比传统 3D 模型的电脑动画技术更具有优势，主要体现在以下方面：(1)更快速,甚至可以获得实时结果。这在娱乐业中，可以降低基于关键帧的动画成本。Hand Over 技术即是一个这样的例子。(2)对于程度相同的工作，与传统技术相比，三维动作捕捉涉及到的工作量不会随动作的复杂性、时长而变化。这使得许多不同类型、风格的表演可以实现。当赋予每个角色不同的性格时，技术上已经不受限制，而演员的表演天分成为唯一的影响因素。(3
10、)和传统的动画技术相比，运动捕捉技术在给定时间里产生的动画数据量极大。对于成本效益和按时完成制作来说非常有利。缺点：(1)需要特定的硬件、软件程序才能获取并处理数据。(2)软件、设备和人员的成本对于小成本制作来说过于昂贵。(3)捕获系统对操作空间有特殊的需求，这取决于相机的视角或磁场畸变。(4)最初的结果受限于：不做额外数据编辑所能执行的结果。(5)不遵循物理定律的运动无法捕捉到的。动作捕捉在游戏中的应用盛大网络动画工作室采用了 MAC -Eagle 动态捕捉系统（MAC 光学运动捕捉系统中的一类）与 Alias - Motionbuilder 来协助动画制作。MAC 系统与 Motionbu
11、ilder 的结合，让 maya中已绑定好、用于手工动画的角色可以直接在 Motionbuilder 中使用，大大节省了骨骼设定及绑定的时间，更使得运动捕捉的数据可以流畅灵活地运用于 CG 短片的制作。利用 MotionBuilder 可以大批量高效率制作游戏角色的动作动画片断，通过特有的 bvh 格式可以一次性生产数十个动作文件，象慢跑、快跑、匍、跳跃和下蹲等，motion blend 工具可以把这些相关动作无缝混合起来，生成一个流畅的长动作。此外，还可以用 motion blend 来制作无间断的循环动作，例如跑步。结束语：动作捕捉技术发展迅速，优势明显，虽然当前在中国存在一些瓶颈，但是主流还是迅速发展的。随着中国人民消费水平的提高、游戏产业、电影产业的发展，中国动作捕捉技术将会越来越普及。参考文献：上课 ppt.，相关动作捕捉论文，互联网动作捕捉百度文库
