WikiSort.ru - Кино и мультфильмы

Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии.

Захват движения (англ. Motion capture) — метод анимации персонажей и объектов.

Метод применяется в производстве CGI-мультфильмов, а также для создания спецэффектов в фильмах. Широко используется в игровой индустрии. С использованием этого метода в 2004 году созданы мультфильмы «Полярный экспресс» (модель — Том Хэнкс), «Последняя фантазия» (в качестве моделей выступили добровольцы) и другие, также motion capture использовалось при анимации сгенерированного компьютером киноперсонажа Голлум в трилогии «Властелин колец» (модель — Энди Серкис). В 2006 году при помощи этой технологии был создан «Ренессанс», в 2007 году — «Беовульф», в 2009 году — «Рождественская история», «Аватар». Эта технология также была использована для создания лица Волан-де-Морта в фильмах «Гарри Поттер», а также при создании дракона Смауга в фильме «Хоббит: Пустошь Смауга» (актер — Бенедикт Камбербэтч).

В марте 2007 года режиссёр Стивен Спилберг заявил об увеличении производства мультфильмов, созданных по технологии motion capture.

Существует мнение, что Американская киноакадемия отрицательно относится к созданию фильмов, полностью основанных на этой технологии, о чём говорят результаты отбора номинантов на премию «Оскар» в категории «Лучшие спецэффекты».

Существующие технологии

Существуют два основных вида систем motion capture:

1. Маркерная система motion capture, где используется специальное оборудование. На человека надевается костюм с датчиками, он производит движения, требуемые по сценарию, встаёт в условленные позы, имитирует действия; данные с датчиков фиксируются камерами и поступают в компьютер, где сводятся в единую трёхмерную модель, точно воспроизводящую движения актёра, на основе которой позже (или в режиме реального времени) создаётся анимация персонажа. Также этим методом воспроизводится мимика актёра (в этом случае на его лице располагаются маркеры, позволяющие фиксировать основные мимические движения).
2. Безмаркерная технология, не требующая специальных датчиков или специального костюма. Безмаркерная технология основана на технологиях компьютерного зрения и распознавания образов. Актер может сниматься в обычной одежде, что сильно ускоряет подготовку к съемкам и позволяет снимать сложные движения (борьба, падения, прыжки, и т. п.) без риска повреждения датчиков или маркеров. Несколько практически применимых безмаркерных систем были разработаны в последние годы^[1][2], хотя исследования подобной технологии проводятся уже долгое время^[3]. На сегодняшний день существует программное обеспечение «настольного» класса для безмаркерного захвата движений^[4]. В данном случае не требуется специального оборудования, специального освещения и пространства. Съёмка производится с помощью обычной камеры (или веб-камеры) и персонального компьютера.

На сегодняшний день существуют большое количество маркерных систем захвата движений. Различие между ними заключается в принципе передачи движений^[5]:

1. Оптические системы

1.1 Оптические пассивные. На костюме, входящем в комплект такой системы, прикреплены датчики-маркеры, которые названы пассивными, потому что отражают только посланный на них свет, но сами не светятся. В таких системах свет (инфракрасный) на маркеры посылается с установленных на камерах высокочастотных стробоскопов и, отразившись от маркеров, попадает обратно в объектив камеры, сообщая тем самым позицию маркера.

Минус оптических пассивных систем:

• Длительность размещения маркеров на актёре
• При быстром движении или близком расположении маркеров друг к другу система может их путать (технология не предусматривает идентификацию каждого маркера)

1.2 Оптические активные названы так потому, что вместо светоотражающих маркеров, которые крепятся к костюму актёра, в них используются светодиоды с интегрированными процессорами и радио-синхронизацией. Каждому светодиоду назначается идентификатор, что позволяет системе не путать маркеры друг с другом, а также узнавать их, после того как они были перекрыты и снова появились в поле зрения камер. Во всём остальном принцип работы таких систем схож с пассивными системами.

Минусы активных систем:

• Отсутствие возможности захвата движений и мимики лица
• Дополнительный контроллер, крепящийся к актёру и подключенный к маркерам-светодиодам, сковывает его движения
• Хрупкость и относительно высокая стоимость маркеров-светодиодов

2. Магнитные системы, в которых маркерами являются магниты, а камерами — ресиверы, система высчитывает их позиции по искажениям магнитного потока.

Минусы магнитных систем:

• Магнитные системы подвержены магнитным и электрическим помехам от металлических предметов и окружения (электропроводки помещения, оргтехники, арматуры в плитах строения)
• Переменчивая чувствительность сенсоров в зависимости от их положения в рабочей зоне
• Меньшая по сравнению с оптическими системами рабочая зона
• Отсутствие возможности захвата движений и мимики лица
• Дополнительный контроллер, прикреплённый к актёру и подключенный к магнитным маркерам, или даже связка проводов, тянущаяся от актёра к компьютеру.
• Высокая стоимость магнитных маркеров

3. Механические системы напрямую следят за сгибами суставов, для этого на актёра надевается специальный механический mocap-скелет, который повторяет следом за ним все движения. В компьютер при этом передаются данные об углах сгибов всех суставов.

Минусы механических систем:

• Mocap-скелет, с дополнительным контроллером, прикреплённым к актёру и подключенным к сенсорам сгибов, а в некоторых случаях и провода, тянущиеся от скелета, сильно ограничивают движения актёра.
• Отсутствие возможности захвата:
  • Движений и мимики лица
  • Движений тесного взаимодействия двух и более актёров (борьба, танцы с поддержками и т. д.)
  • Движений на полу — кувырки, падения и т. д.
• Риск поломки механики при неосторожном использовании.

4. Гироскопические / инерциальные системы для сбора информации о движении используют миниатюрные гироскопы и инерциальные сенсоры, расположенные на теле актёра — также как и маркеры или магниты в других mocap-системах. Данные с гироскопов и сенсоров передаются в компьютер, где происходит их обработка и запись. Система определяет не только положение сенсора, но также угол его наклона.

Минусы гироскопических / инерциальных систем:

• Отсутствие возможности захвата движений и мимики лица
• Дополнительный контроллер, прикреплённый к актёру и подключенный к магнитным маркерам, или даже связка проводов, тянущаяся от актёра к компьютеру.
• Высокая стоимость гироскопов и инерциальных сенсоров
• Для определения положения актёра в пространстве нужна дополнительная мини-система (оптическая или магнитная)

Преимущества и недостатки motion capture

С одной стороны, motion capture — альтернатива живой съёмке актёров, с другой — альтернатива ручной анимации трёхмерной модели. Достоинства и недостатки mo-cap по сравнению с этими технологиями рассмотрим по отдельности.

Применение

• Захват движения камеры для последующего совмещения отснятого видео с 3D эффектами, 3D персонажами.
• Захват движения или мимики актера для переноса на 3D персонажей, с последующей визуализацией этого персонажа либо непосредственно в 3D среде, либо для сведения с видео.
• Захват движения используют для переноса сложных взаимодействий. Например, если 3D персонаж для последующего монтажа на видео должен смахнуть со стола множество объектов и при этом ещё должен сломаться сам стол, то такое легче снять с захватом движения, чем создавать 3D-анимацию на компьютере.
• Для съемки актёров непосредственно на синем или зелёном фоне для последующей замены этого фона на 3D сцену или нарисованный фотореалистичный фон.

Самым молодым актёром, снятым с использованием данной технологии, стал в 2008 году сын Тима Бёртона Билли (в ремейке «Франкенвини»).

В России технологию Motion Capture используют, например, Телекомпания «Пилот ТВ»^[6] и студия «Анимаккорд».^[7] Технологии захвата движения компании Vicon были представлены на презентации в 2014 г. наголовного шлема Vicon Cara, организованной компанией SVGA (Россия, Москва).^[8]

См. также

• Ротоскоп
• Видеоанализ
• Система отслеживания движений головы
• Синий экран
• Актография

Примечания

Ссылки

• Motion Capture library
• Настольная безмаркерная технология motion capture
• Урок № 1 по Motion Capture
• Урок № 2 по Motion Capture
• Intertial Motion Capture
• Захват движения в фильме "Аватар"
• Захват движения в фильме "Я Робот"

Для улучшения этой статьи о кино желательно: Викифицировать статью. Переработать оформление в соответствии с правилами написания статей. Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное.