動(dòng)作捕捉技術(shù)發(fā)展新趨勢(shì)及其對(duì)影視工業(yè)影響簡(jiǎn)論

吳少軍 胡燕紅

摘要：動(dòng)作捕捉技術(shù)應(yīng)用在影視動(dòng)畫制作中已經(jīng)有近40年歷史，隨著技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)作捕捉技術(shù)近年來呈現(xiàn)出一些新的特點(diǎn)與新的發(fā)展趨勢(shì)，文章介紹該技術(shù)的發(fā)展新趨勢(shì)，并就其對(duì)影視動(dòng)畫制作產(chǎn)生的影響進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：動(dòng)作捕捉技術(shù)；影視動(dòng)畫制作；新趨勢(shì)；影響

引言

傳統(tǒng)二維或三維動(dòng)畫制作過程中，角色動(dòng)作或表情一般都是通過手工繪制或通過動(dòng)畫師調(diào)節(jié)軟件中角色模型的“骨骼”或控制器生成。由于角色或人的動(dòng)作與表情極其復(fù)雜，且動(dòng)畫師不是專業(yè)表演者，手工方式的動(dòng)作繪制或調(diào)節(jié)使得影視動(dòng)畫中的角色不夠生動(dòng)逼真，而且制作時(shí)間長(zhǎng)、效率低、實(shí)時(shí)性不夠。動(dòng)作捕捉技術(shù)應(yīng)用在影視動(dòng)畫制作的主要目的是解決影視動(dòng)畫制作中表演藝術(shù)與動(dòng)漫卡通風(fēng)格特征完美結(jié)合，擴(kuò)展導(dǎo)演講述故事的自由度，提高工業(yè)生產(chǎn)效率。在二十世紀(jì)70年代，迪斯尼就嘗試通過捕捉演員的動(dòng)作來改進(jìn)動(dòng)畫制作效果?，F(xiàn)在大量電影與動(dòng)畫片或游戲制作都廣泛采用動(dòng)作捕捉技術(shù)，該技術(shù)現(xiàn)階段呈現(xiàn)出許多新特點(diǎn)與新趨勢(shì)。

一、動(dòng)作捕捉技術(shù)

動(dòng)作捕捉技術(shù)的雛形是1915年動(dòng)畫大師Max Fleischer研制的一個(gè)將膠片內(nèi)容打到透光臺(tái)上的放映機(jī)，動(dòng)畫師照著畫面人物動(dòng)作造型繪制角色動(dòng)作，從而使角色栩栩如生。1994年，三維運(yùn)動(dòng)軌跡捕捉技術(shù)正式商業(yè)化，2011年，利用最新動(dòng)作捕捉技術(shù)拍攝的，沒有一只真實(shí)動(dòng)物參與表演的影片《猩球崛起》，達(dá)到了動(dòng)作捕捉技術(shù)應(yīng)用的新高峰。

動(dòng)作捕捉技術(shù)從表演系統(tǒng)上分主要有身體運(yùn)動(dòng)捕捉和表情捕捉，從技術(shù)原理上分主要為機(jī)械式、聲學(xué)式、電磁式和光學(xué)式[4]。動(dòng)作捕捉的原理是測(cè)量、跟蹤、記錄物體或標(biāo)記點(diǎn)的空間坐標(biāo)與軌跡，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，驅(qū)動(dòng)虛擬角色運(yùn)動(dòng)。動(dòng)作捕捉設(shè)備包括傳感器，信號(hào)捕捉設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備與數(shù)據(jù)處理設(shè)備。

二、動(dòng)作捕捉技術(shù)新特點(diǎn)與新趨勢(shì)

（一）由攝影棚捕捉發(fā)展為戶外實(shí)景動(dòng)作捕捉

在電影工業(yè)中，一般動(dòng)作捕捉都是在攝影棚中完成的。例如2009年上映的電影《阿凡達(dá)》（Avatar）制作時(shí)，劇組建立有史以來最大的拍攝與動(dòng)作捕捉影棚，里面有140個(gè)專用攝像機(jī)，主要采用光學(xué)式動(dòng)捕設(shè)備。在攝影棚拍攝與動(dòng)作捕捉是有缺陷的，演員缺乏與實(shí)景環(huán)境之間的參考與互動(dòng)，攝影棚與戶外完全不同的光學(xué)環(huán)境，活動(dòng)范圍有限，表演者更希望在實(shí)景中拍攝。但戶外實(shí)景拍攝對(duì)動(dòng)作捕捉技術(shù)要求很高，一是要求動(dòng)捕設(shè)備重要是大大減少，易于攜帶，不影響表演。二是光學(xué)捕捉系統(tǒng)在實(shí)景捕捉中要解決環(huán)境光干擾的問題。至2011年，由于技術(shù)發(fā)展，動(dòng)捕設(shè)備已經(jīng)很輕巧，不會(huì)對(duì)表演產(chǎn)生較大影響，并且開發(fā)出主動(dòng)頻閃紅外光LED標(biāo)記點(diǎn)新技術(shù)，戶外實(shí)景動(dòng)作捕捉技術(shù)已經(jīng)成熟，并在多部影片中應(yīng)用。

（二）由單一角色捕捉發(fā)展為多角色與多道具捕捉

在早期的動(dòng)作捕捉中，由于受到技術(shù)限制，一般是在動(dòng)捕影棚中對(duì)單一角色或單個(gè)道具進(jìn)行捕捉，然后在三維動(dòng)畫制作軟件中進(jìn)行動(dòng)作合成，導(dǎo)演要在后期處理后才能查看影片?，F(xiàn)在動(dòng)捕技術(shù)發(fā)展為可以在戶外捕捉多個(gè)角色或多個(gè)道具，而且更重要的是實(shí)現(xiàn)了人與道具及環(huán)境之間的交互，將動(dòng)捕數(shù)據(jù)導(dǎo)入到卡通角色或虛擬角色上，加上虛擬攝像機(jī)后就可以實(shí)時(shí)輸出預(yù)覽影片，這樣導(dǎo)演可以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)查看影片質(zhì)量，并指導(dǎo)演員表演。例如2011年底拍攝的動(dòng)畫電影《丁丁歷險(xiǎn)記》，演員與導(dǎo)演都可以實(shí)時(shí)查看加入了動(dòng)捕數(shù)據(jù)后的虛擬卡通角色的表演及加入了虛擬鏡頭的預(yù)覽影片。

（三）增強(qiáng)的面部表情捕捉

人的面部表情是十分復(fù)雜的，表情是表演核心和精華部份。要毫無保留地展現(xiàn)演員的演技并將表演移植到CG角色上去，難度十分之大。早期的動(dòng)作捕捉技術(shù)只能夠夠?qū)θ说纳眢w運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，后來發(fā)展到初級(jí)的表情捕捉，方法是在人臉上加標(biāo)記點(diǎn)或涂上綠色?，F(xiàn)在的面部表情捕捉一般是在演員帶一個(gè)捕捉頭盔，前置一個(gè)廣角攝像頭，演員臉上畫上捕捉點(diǎn)，也可以不需要記錄點(diǎn)實(shí)現(xiàn)非常精致的的面部捕捉。增強(qiáng)的表情捕捉可以實(shí)現(xiàn)完全逼真，毫無痕跡的虛擬角色表演，可以毫無保留地展現(xiàn)演員的演技。

三、動(dòng)作捕捉新技術(shù)與新趨勢(shì)將對(duì)電影工業(yè)產(chǎn)生的影響

（一）將極大擴(kuò)展導(dǎo)演故事講述的自由度

導(dǎo)演在電影創(chuàng)作的過程中總是受到現(xiàn)實(shí)世界各種各樣的條件限制，特別是在創(chuàng)作卡通風(fēng)格或科幻電影時(shí)。很多導(dǎo)演對(duì)影片最終完成時(shí)沒有達(dá)成自己最初的設(shè)定與想像感到遺憾，原因是拍攝條件或技術(shù)限制。由于有了動(dòng)作捕捉技術(shù)，導(dǎo)演可以操控任何虛擬角色進(jìn)行生動(dòng)逼真的表演，導(dǎo)演可以擺脫技術(shù)的限制而將工作的核心置于故事的講述，這將極大地?cái)U(kuò)展導(dǎo)演故事講述的自由度。

（二）將對(duì)演員職業(yè)產(chǎn)生巨大影響，演員的外形條件重要性將下降而演技重要性上升

導(dǎo)演在尋找演員或電影學(xué)院在招收表演專業(yè)的學(xué)員時(shí)，外形條件是比較重要的。但是由于動(dòng)作捕捉技術(shù)可以將演員的表演移植給虛擬角色，而虛擬角色的外形是可以隨意修改的，因此演員的外形條件將變得不是那么重要。隨著技術(shù)的發(fā)展，即使是真人影視作品，有一天也會(huì)通過虛擬角色對(duì)其外形進(jìn)行修正而只保留其表演的部份。隨著動(dòng)作捕捉技術(shù)的發(fā)展，有人驚呼，有一天演員這個(gè)職業(yè)會(huì)消失。這當(dāng)然是錯(cuò)誤的，但動(dòng)捕技術(shù)無疑會(huì)對(duì)演員這個(gè)職業(yè)產(chǎn)生巨大的影響，我認(rèn)為演員的外形條件的重要性將下降而演技的重要性將上升，真正好的職業(yè)演員會(huì)獲得更多機(jī)會(huì)而依賴外形條件的演員將逐漸淘汰。例如國(guó)外優(yōu)秀的動(dòng)作捕捉演員安迪瑟金斯，表演過《指環(huán)王》中的咕嚕與《猩球崛起》中的愷撒，由于其出色的表演能力，加上動(dòng)捕技術(shù)發(fā)展，使其事業(yè)在36歲后才獲得較好的發(fā)展。

（三）將使電影制作工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提高，成本下降，效率提高。

動(dòng)捕技術(shù)在其初級(jí)階段對(duì)電影工業(yè)的影響是較少的，很多影片在制作虛擬角色時(shí)更愿意用經(jīng)驗(yàn)豐富的動(dòng)畫師來手工調(diào)節(jié)動(dòng)畫，因?yàn)檫@樣效率更高。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)捕技術(shù)的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，現(xiàn)在不僅電影制作時(shí)越來越多使用動(dòng)捕技術(shù)，而且在游戲制作，動(dòng)畫片制作及其他娛樂產(chǎn)品制作中也開始采用?，F(xiàn)在的動(dòng)捕技術(shù)會(huì)效大幅度提高制作效率，減少影片生產(chǎn)的周期，從而使成本下降，影片質(zhì)量提高。

技術(shù)的發(fā)展是持續(xù)的，現(xiàn)在的動(dòng)捕技術(shù)已經(jīng)開始成熟，但新技術(shù)還在不斷涌現(xiàn)，例如2008年后出現(xiàn)了不需要標(biāo)記點(diǎn)就可以捕捉身體動(dòng)態(tài)的技術(shù)系統(tǒng)，例如體感游戲系統(tǒng)kinect，盡管現(xiàn)在精度還達(dá)不到電影工業(yè)的要求，但也是技術(shù)趨勢(shì)之一。不管技術(shù)如何發(fā)展，故事情節(jié)與人的藝術(shù)表演才是影視產(chǎn)品的核心，我們不能因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展而忽視表演者的藝術(shù)素養(yǎng)的提高與故事創(chuàng)作的本源。

參考文獻(xiàn)：

[1]David J. Sturman, A Brief History of Motion Capture for Computer Character Animation. SIGGRAPH 94, 1994.

[2]董能,趙志能,運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)在體育領(lǐng)域應(yīng)用及其前景分析.2006.

[3] Max Fleischer, Method of Producing Moving Cartoons.1917.

[4]金剛,李德華,周學(xué)泳.表演動(dòng)畫中的運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù).2000（3）.

（作者單位：婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院）