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影棚也陸續增加。在我國，一些創新領先型企業也都已經紛紛下場，隨之而來的還有創新的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、媒體服務器以及實時渲染系統構成。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還原的技術。動作捕捉系統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。
而動作捕捉的發源，最早可以追溯到1914年，動畫師Max Fleischer發明的轉描技術（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：動捕服上帶有能發光的小球，光線發射到攝像機中，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與神情，重建了虛擬人物“阿麗塔”的面部肌肉系統。
《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早已經“成年”，未來，如何與XR、實時技術等共同創新，將是行業內的新的課題。
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