vad är motion capture och hur fungerar det?

Motion capture (Mo-cap) avser en grupp tekniker som registrerar rörelser för människor och objekt och överför motsvarande data till en annan applikation. Det har använts för många ändamål, från sportterapi, jordbruk och sjukvård, till film och spel. Genom att kartlägga verkliga rörelser på datorgenererade ramar möjliggör motion capture fotorealistisk dynamik i en virtuell miljö. Så här utvecklades det och hur det fungerar.

födelsen av mo-cap

det första stora steget i utvecklingen av mocap togs av amerikansk animatör, Lee Harrison III, på 1960-talet. med hjälp av en serie analoga kretsar, katodstrålerör och justerbara motstånd utformade Harrison ett system som kunde spela in och animera en persons rörelse i realtid.

Harrisons Animac-och Scanimate-teknik utvecklades i slutet av 1960-talet och tillät realtidsanimationer att skapas och bearbetas av en dator. Med Animac, skådespelare skulle bära vad som beskrevs som en’ elektrisk sele ‘eller’ data suit ‘ ansluten till en dator. Med hjälp av potentiometrar som plockade upp rörelser kopplade till kostymen kunde en skådespelers rörelser översättas till råa animationer på en bildskärm.

även om resultatet var ganska grundläggande användes det snart i olika TV-program och annonser över hela Staterna. De abstrakta bilderna som kunde produceras med den rudimentära mocap-tekniken för Animac och Scanimate var dock inte tillräckligt bra för att locka till sig vanlig uppmärksamhet.

utvecklingen av mo-cap

de följande decennierna såg förbättringar på Harrisons design, med bodysuits mer exakt inspelning rörelse. De fick också hjälp av utvecklingen av stora spårningskameror; lika användbara som de var, men var och en var ungefär lika stor som ett kylskåp.

medan mocap hade använts sparsamt på 1980-och 1990-talet med filmer som amerikansk Pop (1981) och Cool World (1992), var den första filmen som användes helt med tekniken Sinbad: Beyond the Veil of Mists (2000). Filmen var en flopp, men dess användning av mocap plockades upp och utvidgades av Peter Jackson i hans making of the Lord of the Rings-trilogin i början av 2000-talet.

för första gången någonsin kunde skådespelare som bär sina kroppsdräkter (komplett med retroreflekterande pingisbollar) uppträda tillsammans med sina icke-animerade kollegor i samma scen. Bland CG-skapade karaktärer är Lord of the Rings Gollum erkänd som en av de mest imponerande Hollywood någonsin har producerat. Kombinationen av karaktärens röst och invecklade ansiktsuttryck som utfördes av Andy Serkis resulterade i en oförglömlig rörelseupptagning. Karaktären och tekniken skapades i farten av Weta Digital ‘ s Bay Raitt.

ansikts capture

med en ökande medvetenhet om hur motion capture tekniker kan förbättra produktioner, mer uppmärksamhet har ägnats specifikt till ansikts capture. Ett antal företag har utvecklat mycket exakta system, som, när de paras ihop med kraftfulla grafikmotorer, resulterar i liknande, fotorealistiska ansiktsbilder. Cubic Motion (nu samarbetat med Unreal Engine) är en av dessa och har arbetat med ett antal högprofilerade spel och virtuella upplevelser, inklusive Spiderman, League of Legends, Apex Legends.

Motion capture-tekniker

numera finns det fyra huvudsakliga motion capture-tekniker:

• optisk (passiv) – med denna teknik är retroreflekterande markörer fästa vid kroppar eller föremål och reflekterar ljus som genereras från nära kameralinsen. En gång reflekterad används ljuset för att beräkna markörernas position inom ett tredimensionellt utrymme och registreras.
• optisk (Aktiv) – denna teknik är exakt densamma, men markörerna avger ljus snarare än reflekterar dem. Markörerna kräver därför en strömkälla.
• Marker-less – denna teknik kräver inte markörer av något slag. Det bygger på djupkänsliga kameror och specialiserad programvara för att spåra och spela in rörliga människor och föremål. Även om det är bekvämare på vissa sätt anses det i allmänhet vara mindre exakt än dess optiska eller mekaniska spårningsalternativ.
• tröghet-denna teknik behöver inte nödvändigtvis kameror för att fungera. Den registrerar rörelse genom IMU: er (tröghetsmätningsenheter), som innehåller sensorer för att mäta rotationshastigheter. De vanligaste sensorerna som används i IMU: er är gyroskop, magnetometrar och accelerometrar.

vad används rörelsespårning för?

Motion tracking och capture har ett brett användningsområde inom olika branscher, inklusive:

• Film och spel – Motion capture används för att spela in aktörernas rörelse och överföra dem till virtuella eller datorförstärkta tecken.
• sportterapi och sjukvård-hälso-och sjukvårdspersonal kan använda motion capture för att analysera patienternas rörelse och diagnostisera problem, dvs gånganalys.
• militär-i kombination med virtuell verklighet har motion capture-teknik använts för att förbättra militära träningsupplevelser.

om du är intresserad av att lära dig mer om filmindustrins framtid, kolla regelbundet för fler artiklar från Mo-Sys Academy. Med många års erfarenhet av virtuell produktion för film och tv, och som en av Storbritanniens ledande kameraspårningsleverantörer, strävar vi efter att utbilda nästa generations producenter.