XR虛擬拍攝中的動捕應用
XR虛擬拍攝中的動捕應用
隨著元宇宙概念興起，各種虛擬人物IP、虛擬演唱會、虛擬發(fā)布會等等不斷涌現。而需求的不斷加碼，使基于XR擴展現實技術構建的XR影棚也陸續(xù)增加。在我國，一些創(chuàng)新領先型企業(yè)也都已經紛紛下場，隨之而來的還有創(chuàng)新的XR虛擬影棚。
一般XR虛擬影棚主要由LED幕墻、攝像機追蹤系統(tǒng)、媒體服務器以及實時渲染系統(tǒng)構成。但有一個“老技術”，在一些制作中往往是必不可少的——動作捕捉。
動作捕捉(Motion Capture)是指利用外部設備對人體結構的運動進行數據記錄和姿態(tài)還原的技術。動作捕捉系統(tǒng)通常由硬件和軟件兩部分構成。
硬件包含剛體標記點、采集設備、傳輸設備及數據處理設備等；軟件包含系統(tǒng)設置、空間標定、運動捕捉、數據處理以及3D模型映射模型等功能模塊。
廣義上講，動作捕捉的對象，除了人和物體，也可以是其他生物，或者個體的局部信息。例如現在大家所常見的《阿麗塔》《復仇者聯(lián)盟》中所用的捕捉技術，這種利用演員的肌體表演數據“運算”出虛擬角色的技術，也被稱為表演捕捉（Performance Capture）。
說到動捕，一般早期接觸動捕的從業(yè)者首先想到的都是魔神(Motion Analysis)或者威康（Vicon）。或許這兩個名字會顯得比較陌生，但是前者提供技術支持的電影《金剛》《指環(huán)王》與后者參與的《泰坦尼克號》與《阿凡達》想必大家都耳熟能詳，動作捕捉技術早在八九十年代就已經開始活躍在電影行業(yè)。
而動作捕捉的發(fā)源，最早可以追溯到1914年，動畫師Max Fleischer發(fā)明的轉描技術（Rotoscoping），它的代表作就是我們熟知的迪士尼在1937年推出的《白雪公主與七個小矮人》。
現有的主流動捕技術主要包含兩大類，慣性捕捉和光學捕捉。
慣性動捕
慣性動捕需要將傳感器置于關節(jié)處，然后將位置和方向信息反饋至中央處理器以記錄對象的運動行為。為了準確傳送對象信息，傳感器需要采用線纜或以無線方式將相關信息傳送至中央處理器。對于前者，布線工程比不可少；對于后者，設備通常需要自身攜帶電源，如電池組。
慣性動捕的優(yōu)點在于，各個傳感器處的三維位置和方向信息可實時地記錄并顯示。
光學動捕
光學動作捕捉包括主動光學捕捉和被動光學捕捉。
被動光學動捕特征：動捕服上帶有可以反光的小球，通過反射攝像機發(fā)出的光線，來記錄運動數據。
主動光學動捕特征：動捕服上帶有能發(fā)光的小球，光線發(fā)射到攝像機中，以此記錄運動數據。
被動光學式的技術相較成熟，一般情況下，被動光學式的實用性更強，應用范圍更廣，綜合性能（動作精度、適用性、可拓展性、便捷性）更好些。
2000年的動畫《辛巴歷險記：迷霧之外》是第一部完全使用動捕技術拍攝的電影，后來大獲成功的《指環(huán)王》三部曲實現了全動捕化。如今的好萊塢電影已經是動捕技術的天下了。
2019年，CG與真人結合的電影《阿麗塔：戰(zhàn)斗天使》誕生。拍攝過程中，技術人員在演員面部標記了重要活動肌肉，而演員頭戴的高清攝像機捕捉的面部動態(tài)圖像能夠被一幀一幀實時轉換成面部捕捉數據，用來驅動虛擬人物的動態(tài)與神情，重建了虛擬人物“阿麗塔”的面部肌肉系統(tǒng)。
《阿麗塔》中大量使用面部捕捉技術，幾乎省略了以往后期制作中有關面部表情的所有制作修補，也正是因為該電影技術的大幅提升，動作捕捉（Motion Capture）與面部捕捉（Facial Capture）相結合的虛擬人物拍攝方式逐漸進入了大眾視野，并被統(tǒng)稱為“表演捕捉（Performance Capture）”
而隨著元宇宙概念的興起，XR虛擬制作又將表演捕捉融合實時技術，走進了虛擬世界。
無論是游戲人物，還是虛擬IP，或者虛實共存的實時場景，表演捕捉技術都將充當必不可少的角色。
表演捕捉技術在影視制作行業(yè)早已經“成年”，未來，如何與XR、實時技術等共同創(chuàng)新，將是行業(yè)內的新的課題。
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