Эта страница использует материалы Википедии. Оригинальная статья располагается на Захват движения. Список авторов можно увидеть там же на странице истории. Как и на The Last of Us Wiki, текст Википедии доступен в соответствие с Creative Commons Licensed. |
«Захват движения» (дословный перевод с англ. Motion capture) — метод анимации персонажей и объектов, использовавшийся в игре The Last of Us.
Метод также применяется в производстве CGI-мультфильмов, для создания спецэффектов в фильмах. Широко используется в игровой индустрии. Разработчиком является компания Digital District.
Существующие технологии[]
Существуют два основных вида систем motion capture:
- 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).
- Безмаркерная технология, не требующая специальных датчиков или специального костюма. Безмаркерная технология основана на технологиях компьютерного зрения и распознавания образов. Актёр может сниматься в обычной одежде, что сильно ускоряет подготовку к съёмкам и позволяет снимать сложные движения (борьба, падения, прыжки) без риска повреждения датчиков или маркеров. Несколько практически применимых безмаркерных систем были разработаны в последние годы, хотя исследования подобной технологии проводятся уже долгое время. На сегодняшний день существует программное обеспечение «настольного» класса для безмаркерного захвата движений. 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:
- 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).
- 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 подключённый к маркерам-светодиодам, сковывает его движения.
- Хрупкость и относительно высокая стоимость маркеров-светодиодов.
- 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 подключённый к магнитным маркерам, или даже связка проводов, тянущаяся от актёра к компьютеру.
- Высокая стоимость магнитных маркеров.
- 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 подключённым 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.
- 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 подключённый 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).
Применение[]
- Захват движения камеры для последующего совмещения отснятого видео с 3D эффектами, 3D персонажами.
- Захват движения или мимики актёра 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.
- Технология вытеснения с синего или зелёного фона для съёмки актёров на съёмочной площадке, где вместо заднего фона зелёный или синий, для последующей замены этого фона на 3D сцену или нарисованный фотореалистичный фон.
- Для съёмки актёров непосредственно на синем или зелёном фоне для последующей замены этого фона на 3D сцену или нарисованный фотореалистичный фон.