Осваивая Движение:
Основы раскрыты

Оптическая технология захвата движения, быстро развивающаяся граница технологий в последние годы, широко используется в производстве популярных голливудских научно-фантастических блокбастеров, известных публике, таких как «Кинг Конг», «Властелин колец», «Мстители», «Титаник», «Аватар» и других. Актёры захвата движения выполняют серию действий без реквизита перед зелёным экраном, и их движения записываются для создания потрясающих визуальных эффектов.

Следующее будет разделено на три раздела: преимущества захвата движения в производстве фильмов и анимационных спецэффектов, процесс производства спецэффектов с использованием захвата движения и практические примеры применения. Каждый раздел предоставит подробное введение в применение оптического захвата движения в кино и спецэффектах.

1 Преимущества систем захвата движения

1.1 Высокая Эффективность

В традиционном кино и визуальных эффектах создание виртуальных персонажей и сцен включало покадровую ручную анимацию с помощью специалистов по визуальным эффектам. Для 200-минутного фильма этот метод требовал бы работы пятнадцати аниматоров в течение трех месяцев для завершения. В 1914 году появилась технология ротоскопирования, которая заключалась в проецировании отснятого живого действия на стекло, а затем артисты обводили человеческие фигуры на бумаге, кадр за кадром. Впоследствии технологии захвата движения постепенно развивались. С помощью современного программного обеспечения и аппаратного обеспечения захваченные живые выступления могли быть напрямую синхронизированы с виртуальными персонажами в компьютере, значительно сократив цикл производства визуальных эффектов до одной десятой или даже меньше от первоначального времени.

1.2 Высокое качество готовой пленки

Человеческое движение является внешним проявлением скоординированных движений мышц и суставов по всему телу. Некоторые тонкие изменения в движении сложно воспроизвести с помощью ручной анимации. Однако технологии захвата движения могут достичь высокой точности в представлении реальных человеческих действий. Кроме того, движение виртуального персонажа может быть реализовано с помощью более специализированных каскадеров, чтобы выразить различные действия одной и той же виртуальной роли, улучшая изображение движений виртуальных персонажей. Это также расширяет возможности представления взаимодействия между людьми и объектами в виртуальных сценах. С помощью захвата движения можно добиться более жизнelike анропоморфных представлений деревьев и мелких животных. Сочетание актерской игры с передовыми технологиями захвата движения позволяет изображать все в природе.

С популяризацией технологий захвата движения профессиональные актёры захвата движения, такие как Энди Серкис, известный своей ролью "Голлума" в "Властелине колец", основали специализированную школу актёрского мастерства захвата движения в Голливуде, ныне насчитывающую от пяти до шести сотен человек.

1.3 Повторно используемые данные о движении

В повторных исполнениях одной и той же сцены будут небольшие различия в каждом исполнении актёра. Записывая данные захвата движения актёра в одной сцене, можно воспроизвести выступление в различных настройках захвата движения с помощью воспроизведения данных. Простые действия, такие как ходьба и бег, также могут быть извлечены и применены к нескольким сценам.

2 Использование захвата движений в процессе производства анимации в кино

2.1 Конструкция сцены и создание ригов для персонажей

Настройка оптической системы захвата движения на площадке в первую очередь требует расположения оптических камер на месте съемки, чтобы обеспечить достаточное количество камер, расположенных вокруг пространства, и регулировки углов камер для того, чтобы их поле зрения охватывало зону захвата движения. После этого необходимо откалибровать площадку с помощью программного обеспечения для захвата движения, чтобы установить пространственную координатную систему.

Далее на поверхности актеров и предметов размещаются маркеры, создается набор маркеров и он связывается с программной моделью. В ходе этого процесса актеры должны выполнить набор сборов данных для захвата движения. Маркеры используются для привязки к человеческому скелету, что позволяет импортировать скелетные данные в сторонние программы, такие как Unity, Unreal, MotionBuilder, Maya и т.д. Эта интеграция сочетает виртуальных персонажей с реальными движениями актеров, позволяя анимацию и управление виртуальными персонажами на основе фактических человеческих движений.

2.2 Сбор данных захвата движения актёра

Когда актеры, занимающиеся захватом движения, выступают в реальной сцене, их обычно можно увидеть в облегающем черном костюме с белыми шариками, расположенными в ключевых точках на теле. Эти шарики, известные как маркеры, покрыты отражающим материалом, который может отражать свет, падающий на них. Оптические камеры захвата движения, размещенные вокруг области, излучают инфракрасный свет, и когда инфракрасный свет, отраженный от маркеров, улавливается как минимум двумя камерами, эти маркеры локализуются. Это позволяет захватывать данные о движении в программном обеспечении.

2.3 Постобработка данных

Основные задачи включают очистку данных и их корректировку для устранения проблем, возникающих во время сбора данных о движении, таких как закрытые маркеры, что приводит к ошибкам данных или их потере, а также проблемы с проникновением при некоторых движениях. Эти проблемы требуют программных корректировок, вручную связывая разные данные о движении, чтобы устранить проникновения.

3NOKOV измерение движения и захват движений в реальных кейсах для создания кино и анимации

3.1 Ханчжоу Тингхао Электроника и Анимация, производство специальных эффектов с использованием захвата движения и зеленого экрана

3.2 Гуанчжоуский спортивный университет, производство анимационных инструкций по футболу