光学式动作捕捉技术在影视动画中的发展

　　动作捕捉技术是指在被测物体的关键部位设置跟踪器，测定被测物体在物理空间里的坐标和方位，经过计算机处理后得到三维空间坐标的数据，可以应用于娱乐、体育、医疗应用、电脑视觉以及机器人技术等诸多领域。

　　而光学式动作捕捉系统是由多个高速相机从不同角度对目标特征点的监视和跟踪来完成运动捕捉的任务。从定位精度、实时性、使用方便程度等方面来看，光学式动作捕捉技术的优势比较明显，所以，在当今影视动画市场下被广泛使用。

　　一、光学式动捕系统在影视动画中的发展

　　（一）由棚内到户外

　　在电影工业中，一般动作捕捉都是在摄影棚中完成的，因为动作捕捉时需要大量设备、电缆、计算机等，一般不易于携带，而光学式动捕对光线干扰特别敏感。

　　在棚内拍摄，演员缺乏与实景环境之间的参考与互动，表演难度大大增加，需要靠导演的引导和演员的自我想象。而在户外拍摄，不仅可以用实景创造出真实感，还使得拍摄更加灵活、便捷。能够到户外拍摄，是因为制作者们放弃了传统摄影棚内动捕系统具有反射功能的被动式“Marker”，而采用了主动式“Marker”。这种主动式“Marker”由系统提供“Marker”发光的电源和控制“Marker”的发光频率，一改本文由论文联盟http://www.LWlM.COM收集整理原来被动接受光源的方式，主动发射不同频率的红外光源，很大程度上解决了户外多变光学环境的问题。

　　（二）表情捕捉的发展

　　人的面部动作是十分复杂的，眼神、表情是表演的核心和精华部分。要百分之百把演员的表演移植到CG角色上去，难度是非常大的。表情捕捉的发展可以看作从头到全身、从轮廓到细节的进步。早期的动捕技术还只能处理头、四肢这些大的身体部位，直到2009年，《阿凡达》的出现标志着表情捕捉技术已经走向成熟。维塔团队改进了软件的算法，并发明了头戴式摄像头，用来捕捉演员的表情，即在头盔前加置一个摄像头，并且在演员脸上画上标记点，相较于身体上的标记点，脸部表情动作较为丰富，所以标记点比较相近且密集。头戴式表情捕捉系统完美解决了演员面部表情高精度采集的问题， 从此以后，头戴式摄像头就成为了动作捕捉的标配。

　　（三）虚拟拍摄技术

　　虚拟拍摄是指运用现场硬件GPU渲染的技术，在拍摄现场，通过虚拟摄影机完成画面的预演。预演的画面中，现场背景的绿屏变成了CG的外星环境，前景的动作捕捉的演员变成了CG演员。在电影《阿凡达》中，导演卡梅隆使用了手持的“虚拟摄影机”（监视器），监视器上贴着运动捕捉系统中使用的“Marker”，其位置能被固定在影棚顶的数百个红外摄像机跟踪定位，算出这个虚拟摄影机的三维位置，然后与现场计算机内的三维摄像机进行参数绑定、运算，结果以视频信号的方式回传到卡梅隆手中， 这样可以让导演既看到面前演员的表演，也可以看到 CG 角色的演出。

　　虚拟摄像机不仅使得制作团队以更接近实拍的方式处理虚拟拍摄，也提高了导演与演员和后期团队的沟通效率，同时还让投资方尽早看到影片小样，降低了修改成本，从而使整体拍摄更有计划，有效控制预算。

　　二、影视动画中光学式动捕系统的应用建议

　　光学式动作捕捉系统的应用虽然为影视动画创作手段翻开了新的篇章，但同时也带来了新的问题。传统影视动画的创作过程是创作者通过自己长期的积累去创作角色的动作，反映了客观事实规律的同时进行主动的艺术创造。动作捕捉能够准确地纪录人的动作信息，甚至是表情信息，能够让CG角色逼真如真人般动起来。但是很多艺术作品，只是对真人动作的照相式的直接摹写，盲目地运用这一新的科学技术，而忽略掉了艺术的创作，直接把动捕数据套在 CG角色上，最后的效果差强人意，失去了艺术的张力和质感。

　　那么，怎样才能更好地把光学式动捕系统应用到影视动画中，使影视动画增色，而不失去艺术表现力？笔者认为，动捕精准的数据，可以作为我们创作动作的参考数据，而不是作为作品的核心。动捕前，应当根据故事板对表演的动作进行计划；动捕时，表演者和动捕技术人员应与动画师、导演通力配合，及时调整动作。只有有效地将动捕数据与动画师的艺术表现力相结合，才能创作出优秀的影视动画作品。

　　三、结语

　　光学式动捕系统能够大大提高影视动画的制作效率，节约成本，提高作品质量。此外，它也给了导演在电影上极大的创作空间，能够使其无限发挥自己的想象能力，创作出好的作品。但动捕技术的发展只能作为创作的一种观察手段，在利用动捕系统的同时，应该注重艺术的观察、思考与创作，从而使这一新型的技术手段在影视动画领域得到更好地使用，发挥其价值，创作出高质量的影视动画作品。