co je motion capture a jak to funguje?

Motion capture (Mo-cap) označuje skupinu technologií, které zaznamenávají pohyby lidí a objektů a přenášejí odpovídající data do jiné aplikace. Používá se k mnoha účelům, od sportovní terapie, zemědělství a zdravotnictví až po film a hraní her. Mapováním pohybu v reálném světě na počítačem generovaných snímcích umožňuje Motion capture fotorealistickou dynamiku ve virtuálním prostředí. Zde je návod, jak se vyvíjel a jak funguje.

narození mo-cap

první významný krok ve vývoji MoCapu přinesl americký animátor Lee Harrison III v 60. letech. pomocí řady analogových obvodů, katodových trubic a nastavitelných odporů Harrison vymyslel systém, který by mohl zaznamenávat a animovat pohyb člověka v reálném čase.

Harrisonova technologie Animac a Scanimate byla vyvinuta v pozdních 1960 a umožnila vytváření a zpracování animací v reálném čase počítačem. S Animac, herci by nosili to, co bylo popsáno jako “elektrický postroj” nebo “datový oblek” připojený k počítači. Pomocí potenciometrů, které zachytily pohyby připojené k obleku, mohly být pohyby herce přeloženy do hrubých animací na monitoru.

ačkoli výsledek byl poměrně základní, byl brzy využit v různých televizních pořadech a reklamách po celých Státech. Abstraktní obrazy, které by mohly být vytvořeny pomocí základní technologie mocap Animac a Scanimate, nicméně, prostě nebyly dost dobré, aby přilákaly pozornost hlavního proudu.

vývoj mo-cap

v následujících desetiletích došlo ke zlepšení Harrisonových návrhů, přičemž kombinézy přesněji zaznamenávaly pohyb. Pomohl jim také vývoj velkých sledovacích kamer; stejně užitečné, jak byly, nicméně, každý byl o velikosti ledničky.

zatímco mocap byl používán střídmě v 80. a 90. letech s filmy jako American Pop (1981) a Cool World (1992), první film, který byl použit zcela pomocí technologie, byl Sindibad: Beyond the Veil of Mist (2000). Film byl propadák, ale jeho použití mocap byl sebrán a rozšířen o Peter Jackson v jeho tvorbě Pána prstenů trilogie v časném 2000s.

poprvé v historii, herci nosí své kombinézy (kompletní s retroreflexní ping-pong míčky) mohl hrát po boku svých neanimovaných kolegů na stejné scéně. Mezi postavami vytvořenými CG, Glum Pána prstenů je uznáván jako jeden z nejpůsobivějších Hollywoodu, jaký kdy vytvořil. Kombinace hlasu postavy a složitých výrazů obličeje, které provedl Andy Serkis, vyústila v nezapomenutelný výkon snímání pohybu. Charakter a technologie byly vytvořeny za běhu společností Weta Digital Bay Raitt.

zachycení obličeje

se zvyšujícím se vědomím toho, jak techniky snímání pohybu mohou zvýšit produkci, byla věnována větší pozornost konkrétně zachycení obličeje. Řada společností vyvinula vysoce přesné systémy, které, když jsou spárovány s výkonnými grafickými motory, výsledkem jsou podobné, fotorealistické obrázky obličeje. Cubic Motion (nyní spolupracuje s Unreal Engine) je jedním z nich a pracoval na řadě vysoce postavených her a virtuálních zážitků, včetně Spiderman, League of Legends, Apex Legends.

techniky snímání pohybu

v současné době existují čtyři hlavní techniky snímání pohybu:

• optické (pasivní) – s touto technikou jsou retroreflexní markery připojeny k tělům nebo objektům a odrážejí světlo generované z blízkosti objektivu fotoaparátu. Po odražení se světlo používá k výpočtu polohy značek v trojrozměrném prostoru a zaznamenává se.
• optický (aktivní) – tato technika je přesně stejná, ale značky vyzařují světlo spíše než je odrážejí. Značky proto vyžadují zdroj energie.
• Marker-less-tato technika nevyžaduje značky jakéhokoli druhu. Spoléhá se na kamery citlivé na hloubku a specializovaný software, aby bylo možné sledovat a zaznamenávat pohybující se osoby a objekty. I když je v některých ohledech pohodlnější, je obecně považován za méně přesný než jeho alternativy optického nebo mechanického sledování.
• inerciální-tato technika nutně nepotřebuje kamery k provozu. Zaznamenává pohyb přes IMUs (inerciální měřicí jednotky), které obsahují senzory pro měření otáček. Nejběžnější senzory používané v IMU jsou gyroskopy, magnetometry a akcelerometry.

k čemu se používá sledování pohybu?

sledování a zachycení pohybu má širokou škálu použití v různých průmyslových odvětvích, včetně:

• Film a hraní her-Motion capture se používá k zaznamenávání pohybu herců a jejich přenosu na virtuální nebo počítačem rozšířené postavy.
• sportovní terapie a zdravotní péče-Zdravotníci mohou pomocí motion capture analyzovat pohyb pacientů a diagnostikovat problémy, tj.
• Military – v kombinaci s virtuální realitou, motion capture technologie byly použity k posílení vojenské výcvikové zkušenosti.

pokud máte zájem dozvědět se více o budoucnosti filmového průmyslu, pravidelně se podívejte na další články z Akademie Mo-Sys. Čerpáme z dlouholetých zkušeností ve virtuální produkci pro film a televizi a jako jeden z předních dodavatelů sledování kamer ve Velké Británii se snažíme vzdělávat další generaci producentů.