co to jest motion capture i jak to działa?

motion capture (Mo-cap) odnosi się do grupy technologii, które rejestrują ruchy osób i obiektów oraz przekazują odpowiednie dane do innej aplikacji. Jest używany do wielu celów, od terapii sportowej, rolnictwa i opieki zdrowotnej, po film i gry. Dzięki odwzorowaniu ruchu w rzeczywistym świecie na generowanych komputerowo klatkach, Motion capture pozwala na fotorealistyczną dynamikę w wirtualnym środowisku. Oto jak się rozwinął i jak działa.

narodziny mo-cap

pierwszy poważny krok w rozwoju mocap przyniósł amerykański animator, Lee Harrison III, w latach 60. XX wieku.wykorzystując serię obwodów analogowych, lamp elektronopromieniowych i regulowanych rezystorów, Harrison opracował system, który mógł rejestrować i animować ruch człowieka w czasie rzeczywistym.

Technologia Animac i Scanimate Harrisona została opracowana pod koniec lat 60. i umożliwiła tworzenie i przetwarzanie animacji w czasie rzeczywistym przez komputer. W Animac aktorzy nosili coś, co zostało opisane jako “wiązka elektryczna” lub “kombinezon danych” podłączony do komputera. Za pomocą potencjometrów, które wychwytywały ruchy przymocowane do kostiumu, ruchy aktora można było przełożyć na prymitywne animacje na monitorze.

chociaż wynik był dość podstawowy, wkrótce został wykorzystany w różnych programach telewizyjnych i reklamach w całych Stanach. Abstrakcyjne obrazy, które mogły być wytwarzane przy użyciu podstawowej technologii mocap Animac i Scanimate, nie były jednak wystarczająco dobre, aby przyciągnąć uwagę głównego nurtu.

rozwój mo-cap

w następnych dziesięcioleciach ulepszono projekty Harrisona, dzięki czemu ciała dokładniej rejestrowały ruch. Pomogło im również opracowanie dużych kamer śledzących; mimo tego, że były użyteczne, każda z nich była wielkości lodówki.

podczas gdy mocap był używany oszczędnie w latach 80.i 90. w filmach takich jak amerykański Pop (1981) i Cool World (1992), pierwszym filmem, który został użyty w całości przy użyciu technologii, był Sindbad: Beyond the Veil of Mists (2000). Film był klapą, ale jego użycie mocap zostało przejęte i rozszerzone przez Petera Jacksona w jego tworzeniu trylogii Władcy Pierścieni na początku 2000 roku.

po raz pierwszy w historii aktorzy noszący swoje body (wraz z odblaskowymi piłkami ping-pongowymi) mogli występować razem ze swoimi nieanimowanymi kolegami w tej samej scenie. Wśród postaci stworzonych przez CG, Gollum Władcy Pierścieni jest uznawany za jednego z najbardziej imponujących hollywoodzkich produkcji. Połączenie głosu postaci i skomplikowanej mimiki w wykonaniu Andy ‘ ego Serkisa zaowocowało niezapomnianym występem motion-capture. Postać i technologia zostały stworzone w locie przez Bay Raitt z Weta Digital.

przechwytywanie twarzy

wraz z rosnącą świadomością tego, w jaki sposób techniki przechwytywania ruchu mogą poprawić produkcję, więcej uwagi poświęcono w szczególności przechwytywaniu twarzy. Wiele firm opracowało bardzo dokładne systemy, które w połączeniu z potężnymi silnikami graficznymi dają podobne, fotorealistyczne obrazy twarzy. Cubic Motion (obecnie współpracujący z Unreal Engine) jest jednym z nich i pracował nad wieloma głośnymi grami i wirtualnymi doświadczeniami, w tym Spiderman, League of Legends, Apex Legends.

techniki motion capture

obecnie istnieją cztery główne techniki motion capture:

• optyczne (pasywne) – dzięki tej technice markery odblaskowe są przymocowane do ciał lub przedmiotów i odbijają światło generowane z okolic obiektywu aparatu. Po odbiciu światło jest używane do obliczania położenia znaczników w przestrzeni trójwymiarowej i rejestrowane.
• optyczne (aktywne) – ta technika jest dokładnie taka sama, ale znaczniki emitują światło, a nie je odbijają. Znaczniki wymagają zatem źródła zasilania.
• bez markerów-ta technika nie wymaga żadnych markerów. W celu śledzenia i rejestrowania poruszających się osób i obiektów wykorzystuje się Kamery czułe na głębokość oraz specjalistyczne oprogramowanie. Chociaż pod pewnymi względami jest wygodniejszy, jest ogólnie uważany za mniej dokładny niż jego optyczne lub mechaniczne alternatywy śledzenia.
• inercyjny-ta technika niekoniecznie wymaga kamer do działania. Rejestruje ruch przez Imus (inertial measurement units), które zawierają czujniki do pomiaru prędkości obrotowych. Najczęściej stosowane czujniki w IMU to żyroskopy, magnetometry i akcelerometry.

do czego służy śledzenie ruchu?

śledzenie ruchu i przechwytywanie ma szeroki zakres zastosowań w różnych branżach, w tym:

• Film i gry – Motion capture służy do rejestrowania ruchu aktorów i przenoszenia ich na postacie wirtualne lub ulepszone komputerowo.
• terapia sportowa i Opieka zdrowotna – pracownicy służby zdrowia mogą używać motion capture do analizy ruchu pacjentów i diagnozowania problemów, np. analizy chodu.
• wojsko-w połączeniu z wirtualną rzeczywistością, technologie motion capture zostały wykorzystane w celu zwiększenia doświadczenia w szkoleniu wojskowym.

jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o przyszłości przemysłu filmowego, Regularnie sprawdzaj kolejne artykuły z Akademii Mo-Sys. Czerpiąc z wieloletniego doświadczenia w produkcji wirtualnej dla filmu i Telewizji oraz jako jeden z wiodących dostawców śledzenia kamer w Wielkiej Brytanii, dążymy do edukacji kolejnych pokoleń producentów.