захоплення руху

Існують два основних види систем motion capture:

  1. Маркерна система motion capture, де використовується спеціальне обладнання. На людини надівається костюм з датчиками, він виробляє руху, необхідні за сценарієм, постає в домовлені пози, імітує дії; дані з датчиків фіксуються камерами і надходять в комп'ютер, де зводяться в єдину тривимірну модель, точно відтворює руху актора, на основі якої пізніше (або в режимі реального часу) створюється анімація персонажа. Також цим методом відтворюється міміка актора (в цьому випадку на його обличчі розташовуються маркери, що дозволяють фіксувати основні мімічні рухи).
  2. Безмаркерная технологія, яка потребує спеціальних датчиків або спеціального костюма. Безмаркерная технологія заснована на технологіях комп'ютерного зору і розпізнавання образів. Актор може зніматися в звичайному одязі, що сильно прискорює підготовку до зйомок і дозволяє знімати складні рухи (боротьба, падіння, стрибки, і т. П.) Без ризику пошкодження датчиків або маркерів. Кілька практично застосовних безмаркерних систем були розроблені в останні роки [1] [2]. хоча дослідження подібної технології проводяться вже довгий час [3]. На сьогоднішній день існує програмне забезпечення «настільного» класу для безмаркерного захоплення рухів [4]. В даному випадку не потрібно спеціального устаткування, спеціального освітлення і простору. Зйомка проводиться за допомогою звичайної камери (або веб-камери) і персонального комп'ютера.

На сьогоднішній день існують велика кількість маркерних систем захоплення рухів. Різниця між ними полягає в принципі передачі рухів [5]:

  1. Оптичні пасивні. На костюмі, що входить в комплект такої системи, прикріплені датчики-маркери, які названі пасивними, бо відображають лише посланий на них світло, але не світяться. У таких системах світло (інфрачервоний) на маркери надсилається з встановлених на камерах високочастотних стробоскопів і, відбившись від маркерів, потрапляє назад в об'єктив камери, повідомляючи тим самим позицію маркера. Мінус оптичних пасивних систем:
    • Тривалість розміщення маркерів на актора
    • При швидкому русі або близькому розташуванні маркерів один до одного система може їх плутати (технологія не передбачає ідентифікацію кожного маркера)
  1. Оптичні активні названі так тому, що замість світловідбивних маркерів, які кріпляться до костюму актора, в них використовуються світлодіоди з інтегрованими процесорами і радіо-синхронізацією. Кожному світлодіоду призначається ідентифікатор, що дозволяє системі не плутати маркери один з одним, а також дізнаватися їх, після того як вони були перекриті і знову з'явилися в поле зору камер. У всьому іншому принцип роботи таких систем схожий з пасивними системами. Мінуси активних систем:
    • Відсутність можливості захоплення рухів і міміки обличчя
    • Додатковий контролер, що кріпиться до актора і підключений до маркерів-светодиодам, сковує його руху
    • Крихкість і відносно висока вартість маркерів-світлодіодів
  2. Магнітні системи. в яких маркерами є магніти, а камерами - ресивери, система вираховує їх позиції по спотворень магнітного потоку. Мінуси магнітних систем:
    • Магнітні системи схильні до магнітним і електричним перешкод від металевих предметів і оточення (електропроводки приміщення, оргтехніки, арматури в плитах будови)
    • Мінлива чутливість сенсорів в залежності від їх положення в робочій зоні
    • Менша в порівнянні з оптичними системами робоча зона
    • Відсутність можливості захоплення рухів і міміки обличчя
    • Додатковий контролер, прикріплений до актора і підключений до магнітних маркерами, або навіть зв'язка проводів, що тягнеться від актора до комп'ютера.
    • Висока вартість магнітних маркерів
  3. Механічні системи безпосередньо стежать за згинами суглобів, для цього на актора надаватися спеціальний механічний mocap-скелет, який повторює слідом за ним всі рухи. У комп'ютер при цьому передаються дані про кути згинів всіх суглобів. Мінуси механічних систем:
    • Mocap-скелет, з додатковим контролером, прикріпленим до актора і підключеним до сенсорам згинів, а в деяких випадках і дроти, що тягнуться від скелета, сильно обмежують руху актора.
    • Відсутність можливості захоплення:
      • Рухів і міміки обличчя
      • Рухів тісної взаємодії двох і більше акторів (боротьба, танці з підтримками і т. Д.)
      • Рухів на підлозі - перекиди, падіння і т. Д.
    • Ризик поломки механіки при необережному використанні.
  4. Гіроскопічні / інерціальні системи для збору інформації про рух використовують мініатюрні гіроскопи і інерційні сенсори, розташовані на тілі актора - також як і маркери або магніти в інших mocap-системах. Дані з гіроскопів і сенсорів передаються в комп'ютер, де відбувається їх обробка і запис. Система визначає не тільки положення сенсора, але також кут його нахилу. Мінуси гироскопических / інерційних систем.
    • Відсутність можливості захоплення рухів і міміки обличчя
    • Додатковий контролер, прикріплений до актора і підключений до магнітних маркерами, або навіть зв'язка проводів, що тягнеться від актора до комп'ютера.
    • Висока вартість гіроскопів і інерційних сенсорів
    • Для визначення положення актора в просторі потрібна додаткова міні-система (оптична або магнітна)

Переваги та недоліки motion capture

З одного боку, motion capture - альтернатива живій зйомці акторів, з іншого - альтернатива ручної анімації тривимірної моделі. Переваги та недоліки mo-cap в порівнянні з цими технологіями розглянемо окремо.

У порівнянні з синім екраном

Переваги motion capture

Переваги «синього екрану»

  • Більшість різновидів motion capture дорогі.
  • «Синій екран» можна зробити досить великих розмірів і вести на його тлі зйомку масштабних сцен, в той час як розмір студії motion capture, як правило, обмежений.
  • Фотореалістичного персонажа зобразити на комп'ютері складніше, ніж фотореалістичне оточення. Тому, починаючи з деякої планки продуктивності, явно «комп'ютерний» персонаж буде чужеродно виглядати на тлі, не можна відрізнити від реального. Див. Зловісна долина. Myst (серія ігор).

У порівнянні з 3D-мультиплікацією

Переваги motion capture

  • Уже через кілька хвилин після зйомки можна отримати попередній результат і зрозуміти, чи варто перезнімати / перекомпоновувати сцену.
  • Реалізм рухів. Деякі особливості руху людей, такі як перенесення центру ваги і амортизація після стрибка, трудомісткі в реалізації.

Переваги ручної мультиплікації персонажів

  • Більшість різновидів motion capture дорогі, комп'ютерна анімація дешевше.
  • У motion capture руху персонажа обмежуються законами фізики.
  • Якщо аніміруемая модель має інші пропорції, ніж актор, можливі проблеми. Наприклад, у «товстого» мультяшного персонажа, який анімований даними, знятими навіть з дуже повної людини, руки можуть «входити» в тулуб.
  • Не завжди реалістичні руху вдається добре пристосувати до комп'ютерної моделі (навіть має звичайні людські пропорції). Взаємодія персонажа з великими декораціями (наприклад, герой підходить до дверей і відкриває її) в комп'ютерних іграх часто передається нереалістично. Крім того, часто в задум режисера входить «гіперболізація» рухів за рахунок меншого відповідності законам фізики. Наприклад, перш ніж стрибнути. людина робить особливий крок з присіданням. У комп'ютерних іграх цього кроку часто немає, щоб не було затримки між натисканням кнопки і стрибком.
  • Труднощі з ручним редагуванням і «зшивкою» різних дублів mo-cap.
  • Різноманітність. Намальовані персонажі можуть виконувати набагато більше рухів, які люди повторити не можуть.

Залежно від ситуації, перевага може бути віддано в рівній мірі і тієї й іншої технології.

Схожі статті