技術強貼:詳解工業光魔動作捕捉神器iMoCap

2012-04-29 09:43 24734
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iMoCap是工業光魔公司(ILM)在制作《加勒比海盜2》時研發的動作捕捉系統,它與之前的各種動作捕捉系統最大的不同就在于它直接使用視頻攝像機,基于圖像識別,而且可以在拍攝現場的實景中使用。下面,本文將詳細講解iMoCap的由來、特點、原理和應用。
ILM花絮視頻《The Making of Davy Jones》:


一、iMoCap的緣起
iMoCap全稱為Image Based Motion Capture,中文譯作基于圖像的動作捕捉系統,事實上這一技術早已有科學家進行研究,但是真正投入到電影特技的制作中,還是工業光魔研發部門的功勞。iMoCap的問世,得益于一個著名的好萊塢奇幻系列片——《加勒比海盜》。角色和劇情的需要給了工業光魔開發新技術的機會。
在《加勒比海盜》系列的第一部《黑珍珠號的詛咒》中,有一段月光下的擊劍戲。由Jonny Depp飾演的斯派洛船長在被巴博薩船長的劍刺中后變成了骷髏的模樣,另外還有眾多被詛咒的水手變成了骷髏,并擊劍混戰。當ILM的制作人員讀到劇本時,大家都不約而同地立即想到了一部經典的影片《Jason And The Argonauts》(杰遜王子戰群妖,1963年),在這部影片中,特效大師Ray Harryhausen使用手工動畫制作了著名的骷髏戰士的特效鏡頭,這一鏡頭在當時達到了電影特技制作的最高水平,并被載入史冊,哈里豪森因此也被人尊稱為電影特技先驅。
技術強貼:詳解工業光魔動作捕捉神器iMoCap
(杰遜王子戰群妖)
特效大師Ray Harryhausen
(特效大師Ray Harryhausen)
而在《黑珍珠號的詛咒》中,情況變得更加復雜,因為導演Gore Verbinski希望達到的效果是即便角色變成了骷髏,觀眾們仍然可以區分出他們誰是誰;并且,整個戰斗場景是發生在晚上,周圍還有大量的煙霧,因此對于制作手工動畫來說,難度更大,由于劇情中有真人和骷髏的來回變換,所以跟蹤匹配也需要達到極高的精度。
加勒比海盜1中的骷髏
(加勒比海盜1中的骷髏)
當時的拍攝過程是這樣的:導演Gore在片場指導拍攝背景素材(clean plate),這個鏡頭里不包含那些骷髏角色,有時候,演員也進入場景中演一遍,但這僅僅是作為參考素材。幾周過后,演員們來到ILM的動作捕捉車間(這里尚且用的是傳統的室內動作捕捉系統),穿上捕捉服,重新表演他們在片場時所表演的那些動作,也就是為CG制作的骷髏們賦予動作。這個階段的捕捉工作是由特效總監John Knoll和動畫總監Hal Hickle負責的,導演Gore并未在場,結果是,演員們的表現遠沒有在片場時好,動作和表情怎么也沒有在片場那么自如、準確。所以,最終,導演Gore基本上放棄了由動作捕捉得來的那些不合格的數據,而讓動畫師們根據片場拍攝的參考視頻,用手工匹配的方式制作動畫。
雖然工業光魔擁有經驗豐富、水平高超的動畫師團隊,但是手工關鍵幀遠沒有動作捕捉數據來得方便;另一方面,演員們總是抱怨要在片場和車間里表演兩次,而兩次均沒有互動參照(真人演員看不到CG角色,動捕演員也看不到真人角色,兩者無法互動,目光和動作都不準確),所以大家表現的自然很不好。種種因素都指向了一個未來的目標——在片場拍攝的同時進行動作捕捉。
再來看看傳統的動作捕捉系統有什么問題。傳統的光學動作捕捉系統由于使用特殊的紅外線攝影機,因而對捕捉環境的限制很嚴格,一般都在專門的室內車間完成,并且根據計算機視覺原理,用于捕捉的攝影機都需要精確校準(具體的技術原理將在后文說明),各個標記點間也容易相互干擾,而且整套設備復雜、笨重、昂貴,完全沒有辦法在《加勒比海盜》那種潮濕、陰暗、霧氣蒸騰的拍攝現場使用。
傳統光學動作捕捉系統
(傳統光學動作捕捉系統)
當《加勒比海盜》系列的第二部影片《聚魂棺》制作任務下來時,John Knoll感到了巨大的壓力,但也看到了一絲新希望,因為不再有真人個CG角色之間變來變去的鏡頭。毫無疑問,《聚魂棺》中制作難度最大的角色就是章魚船長Davy Jones,以及它的那些被稱為“水鬼”的水手們。由于角色眾多,如果完全使用特效化妝的方法來制作的話,這要耽誤很多的時間,并且Davy Jones顯然是無法通過化妝來制作的。當Davy Jones的扮演者被確定為Bill Nighy時,導演Gore看到片場上的Bill活脫脫就是Davy的感覺,他希望再也不要使用第一部里那種落后的動作捕捉工作流程。最終,John Knoll向工業光魔的研發部門下達了任務,開發一套可以用于實景的動作捕捉系統,而這個系統,就是如今的iMoCap。2010年,iMoCap的開發人員Steve Sullivan、Kevin Wooley、Brett Allen、Colin Davidson還獲得了奧斯卡電影科學技術成就獎。

二、iMoCap的新特點
自從有了iMoCap,之前的那些問題就都迎刃而解了。演員們可以在片場進行表演,而技術部門在這之后能順利獲得演員們的動作數據,不需要他們表演第二遍。iMoCap以全新的方式融入影片制作,Bill Nighy的精湛表演也得以完整地復制到Davy Jones身上。最終,《聚魂棺》里只有Bill Turner采用特效化妝制作,其他“飛翔的荷蘭人”號上面的角色全部采用iMoCap技術制作。
加勒比海盜2水鬼制作過程
(加勒比海盜2水鬼制作過程)
iMoCap與之前的動作捕捉系統不同,不是基于光學(紅外線),或者磁場、機械、超聲波,而是直接從攝像機拍攝的視頻圖像中識別人物動作,這一巨大革新使得iMoCap幾乎不受環境的限制,只要攝像機拍到的圖像具有可辨識性,就可以進行動作捕捉,這也是iMoCap能夠被帶到片場使用的根本原因。之前的光學動作捕捉系統,由于對紅外線的依賴性很高,極易受到干擾,所以一直無法在實景中使用,直到去年,Weta Digital在《猩球崛起》中使用主動式頻閃紅外線發光二極管,結合藍牙同步、數據過濾等新技術,才將光學動作捕捉系統帶到片場,但是這一系統仍然需要大量的設備,需要在拍攝前專門花時間搭建和校準,因而從使用的便利程度上仍然不及iMoCap,但是捕捉范圍和精度比iMoCap要高。
事實上,工業光魔的研發部基于這樣一個指導理念:動作捕捉不是100%的解決方案,而只是動畫制作的起點。因而對于iMoCap來說,精確度并不是它所特別關注的,輕便易用、機動性能好,這才是它的優勢所在。而且,工業光魔希望iMoCap的通用性足夠高,也就是說,對片場和演員的限制盡可能少。因此,iMoCap可以使用任意型號的攝像機,不需要對拍攝現場做什么特殊處理,也不需要攜帶任何其他的復雜設備,隨時可以進行捕捉;另外,即便是捕捉中偶爾出現遮擋、跳躍等問題,即便有部分的數據不完整,也不影響整個制作,因為iMoCap的理念就是簡化實景捕捉的要求,把處理過程都留給后期工作人員。
iMoCap系統的配置包括帶有標記點和標記帶的中灰色半緊身捕捉服、幾臺便攜式高清攝像機(黑白或彩色均可,最好是同型號)、便攜式三腳架,以及后期處理所需要的專業軟件,僅此而已,因而整套系統可以很方便地帶去片場使用。不過,在iMoCap使用之前,是需要傳統的光學捕捉系統給它幫一個忙的,這將在后面的原理解析中詳細說明。之所以使用中灰色半緊身捕捉服,是因為中灰色可以提供較為準確的光照參考,演員穿上捕捉服站在片場里,中灰色衣服上的光照效果就反映了未來CG角色的受光情況,這對于后期制作CG角色時的打光具有極大的借鑒價值,其作用相當于特效部門經常在片場使用的灰度球。其實衣服的顏色應該根據所要制作的CG角色表面主色調來決定,這樣才能更準確地得到光照參考。比如在《鋼鐵俠2》中,Robert Downey Jr和Don Cheadle就分別穿的是紅色和灰色的捕捉服,而在《鐵甲鋼拳》里,替身演員穿的是藍色的捕捉服。
加勒比海盜2中的捕捉服
(加勒比海盜2中的捕捉服)
鋼鐵俠2中的捕捉服
(鋼鐵俠2中的捕捉服)
鐵甲鋼拳中的捕捉服
(鐵甲鋼拳中的捕捉服)
對于捕捉攝像機,iMoCap也沒有什么嚴格要求,少則一臺,多則四五臺,型號只要是小高清(HDV)就行,并且幾臺攝像機要是同一型號。在室內場景中,工業光魔會將捕捉攝像機連接到筆記本電腦上,然后使用同步系統同步攝像機的拍攝和參數設置;而在外景地拍攝時,攝像機則會自帶電池且不使用同步線,只用三腳架支起來就行。雖然未經同步的幾條視頻素材在數據處理時會有些小麻煩,但是經過人工調整后,還是能獲得滿意的結果。

三、iMoCap技術原理
首先應當解釋一下,從二維影像中獲取三維信息是如何做到的。事實上,單純地從一幅平面圖像中得到三維信息在數學上是行不通的,我們可以借助下圖來理解。攝像機成像過程可以看作一個小孔成像過程,現實的場景經過小孔之后形成倒像。這個倒像僅僅只是透鏡成像的物理性質所造成,我們完全可以把這個倒像映射到鏡頭光心的前面,與鏡頭焦距等同的位置,這和小孔成像的效果是一樣的。
小孔成像模型
(小孔成像模型)
我們選擇圖像上的某一點,從鏡頭光心作該點的延長線,那么根據光路可逆原理,以及光線沿直線傳播原理,空間中所有位于該條延長線上的點在成像時都會顯示為照片上的同一個點。因此,單從一幅圖像上,我們是無法得到某一點的空間三維位置的,得到的只能是一條射線。
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(二維影像無法直接得到三維坐標)
但是,如果我們在另一角度放置第二臺相機,也同時拍攝這個場景,那么從第二臺相機拍攝的照片上選擇同一個點作延長線,由于這兩個點表示的是場景中的同一個點,所以延長線B一定會與延長線A相交,且交點的位置就是圖像上該點對應的真實的空間三維位置(兩條相交直線確定空間中的一個點)。如果還不能理解的話,再想想光路可逆原理,空間中的一點,它是朝四面八方輻射光線的,現在被兩臺相機同時捕捉到了,把兩條光路反過來,兩臺相機所作的延長線交點就是空間中的那個點。
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(計算機視覺原理)
這就是計算機視覺原理,最少需要2臺同步的攝像機,并且兩臺攝像機要同時捕捉到同樣的點,那么就可以計算出這些點的空間三維坐標。由于人體的運動很復雜,身上的某一標記點經常被其他身體部位擋住,所以要想保證每個標記點隨時都能被至少兩臺攝像機捕捉到,我們就需要增加捕捉攝像機的數量,并合理安排它們的布局,這也就是傳統的光學動作捕捉系統需要很多臺攝像機的原因,事實上多數的捕捉系統要求每個點至少能被4臺攝像機拍到。
但是我們面對的問題沒有這么孤立,我們需要識別的是人體的運動,而且是從一段連續的視頻中來識別,因此這無形中給數學計算加上了諸多的限制條件,使得上文提到的無數種可能性變成尋找一種最大的可能性。人體的自由度有上百個之多,這些自由度之間的組合可以形成不計其數的各種姿態,我們要做的就是在這些姿態組成的搜索空間中尋找那個最貼近于捕捉圖像的姿態,以此作為三維骨骼來輸出,如果不加限制,要從海量的姿態中尋找正確的姿態幾乎是不可能的,好在,已經有專家學者研究出了一些行之有效的限制條件。
人體骨骼可以看作是一個多剛體樹形連接結構,也就是說,人體是由多段骨骼按照樹形結構連接起來的,一般把腰部作為樹根節點,樹根節點一般不賦予旋轉自由度,而只有平移自由度,那么相對于世界坐標系而言,腰部的坐標就指定了人物所處的位置。而其他各段骨骼的姿態,可以看成是骨骼繞關節旋轉的結果,由于樹形結構的存在,我們只需要按照從樹根到樹枝的順序,依次指定每個關節的旋轉情況,就可以得到一種特定的人體姿態。所以,整個人體骨骼的姿態,可以用一個位移向量和多個旋轉向量來表示。旋轉向量一般用歐拉角表示,也就是大家在三維軟件里常見的調節物體旋轉的那三個正交圓環,而人體的很多關節并沒有三個旋轉自由度,比如膝關節和肘關節只有一個自由度(屈伸),而且絕大多數關節的旋轉范圍都不到180°,所以對于一些具有二義性的計算結果,根據人體的這些解剖學知識就可以判斷哪個結果是正確的,哪個結果是錯誤的。另外,雖然整個人體是一個非剛體,即人體的形態是不斷變化的,但是對于每一段骨骼來說,它是不發生形變的,它的長度是固定的,所以,一段骨骼兩端的標記點,在空間中的相對距離永遠是固定的,這也是一個極其重要的限定條件。
人體骨骼簡化模型
(人體骨骼簡化模型)
最后,由于人體的運動具有連續性,姿態不可能有大的突變,比如走路的時候手一定是逐漸往后擺又逐漸往前擺,而不可能突然從后擺變成前擺,因此在幀率足夠的視頻序列中,根據幀與幀之間的動作相關性,使用當前幀的人物狀態來預測下一幀的人物狀態,也成為了一種重要的限定條件。有了這些限定條件后,基于單目視頻的三維動作重建便得以實現,在此不詳述具體的數學計算方法,有興趣的朋友可以查看本文最后列出的文獻資料。總之,我們知道了如何使用先驗知識來盡可能縮小搜索空間,剔除錯誤的結果。
在各種基于圖像的動作捕捉實驗系統中,根據計算流程可以把它們分成兩類:自頂向下流程和自底向上流程。自頂向下也就是從一個骨骼模型開始,讓模型來匹配圖像中的人物,這個方法可以實現無標記點的動作捕捉;而自底向上則是從圖像本身的特征入手,一般要求角色身穿帶有特征標記點的捕捉服,然后識別這些標記點,并在整個幀序列中對這些標記點進行跟蹤,然后根據上文提到的計算方法來計算這些點的三維空間位置,進而結合人體骨骼結構,生成骨骼動畫。這種流程中,特征點的跟蹤是核心技術,對于特征點之間的遮擋問題,也有專家研究出了相應的處理辦法。而iMoCap使用的是自頂向下的流程,根據上一段的描述,我們也知道了在建立限定條件的過程中,一個正確的人體模型是非常重要的,而iMoCap的工作流程正是從這里開始。
在進入片場拍攝前,先對需要進行動作捕捉的演員進行建模。因為各個不同的人之間,身體骨骼的比例會有一些差異,如果使用統一的骨骼模型的來作為限定條件的話,那么對于不同的演員所拍攝的視頻,可能無法解算出正確的骨骼姿態。對演員的建模是在傳統的室內捕捉車間進行的,演員們穿上捕捉服(如下圖,注意,圖中顯示演員穿的是iMoCap的捕捉服,而建模使用的是傳統的紅外攝像機,因此捕捉服上除了iMoCap專用的黑白標記帶之外,還要有用于紅外攝像機識別的傳統的反光球),在技術人員的指導下做一些基本動作,這樣對應此名演員骨骼比例的模型就被建立起來了。
iMoCap前期建模過程
(iMoCap前期建模過程)
同時,該骨骼還被賦予蒙皮,蒙皮上定義了一些標記點,這樣當我們給骨骼設定一個特定的姿態時,我們可以看到對應的標記點、標記帶會是什么樣子。而動作捕捉正是做了相反的事情,知道標記點的樣子,求骨骼姿態。因此我們看到在建模同時,有兩臺高清攝像機在拍攝演員,這就是在測試iMoCap系統得到的結果是否與傳統的紅外動作捕捉系統相一致。
帶蒙皮的演員模型
(帶蒙皮的演員模型)
前期的建模完成之后,演員就可以穿著捕捉服去片場拍戲了。iMoCap專用捕捉服上的標記與之前的光學動作捕捉系統有些不同,除了胸前、背部和手部使用了傳統的反光球之外,其余的關鍵部位都使用了黑白相間的標記帶。這種設計其實在技術上是有其獨特考慮的。首先,由于要在實景拍攝的視頻中識別出這些標記點,要克服煙霧、雨水、陰影等各種復雜的環境干擾,因而標記點被做得比較大,而且黑白相間,非常顯眼,使得其在各種環境下都能比較容易地從視頻中識別出來。其次,工業光魔希望最大程度地解放演員的表演,使其只需要專注于自身,而無須擔心動作捕捉服對其帶來的限制和影響。傳統的動作捕捉服使用比較厚的緊身材料,穿戴起來很不舒服,并且球狀的標記點也一定程度上影響了演員的動作表演,像《猩球崛起》那種主動發光式的標記點更是要求演員背上背一塊電源,身上還要排布很多電線,整個捕捉服顯得笨重不便。因此,既然是基于視頻的捕捉,那么只要能被拍到就行,所以工業光魔在iMoCap的捕捉服上使用標記帶來作為特征。并且環狀的標記帶還有個巨大的優勢,就是減少遮擋,傳統的標記點如果到了背面就無法被拍到,但是在iMoCap中,比如手臂上的標記帶,不管如何揮臂都總有特征點能夠被拍到。而整個捕捉服也由緊身材料改進為半緊身材料,演員穿戴更為舒適,表演也更加自如。
第九區中的iMoCap捕捉服
(第九區中的iMoCap捕捉服)
雖然結合各種技術,我們已經可以從單目視頻中獲取人物的三維骨骼,但是一般不直接使用拍攝電影的那臺主攝影機作為動作捕捉攝像機,因為主攝影機不可避免地要移動,要變焦,要改變景別,甚至基于藝術創作的需要,還經常有虛焦的鏡頭,對于這樣復雜的畫面,我們需要先解算出攝影機自身的參數和運動,還要考慮景別變化造成的人物影像不完整,以及虛焦帶來的特征點難以識別,這些問題都預示著主攝影機是不適合用來做捕捉攝像機的。所以,在片場,除了主攝影機之外,一般都另外架設iMoCap專用的高清攝像機。攝像機的數量根據動作復雜程度來決定,從一臺到多臺不等,但一般不超過四五臺。iMoCap允許使用任意型號的攝像機,但是這幾臺攝像機最好型號相同,并且支持同步功能。因為人物動作本身的復雜性,很難保證一臺攝像機可以從頭至尾都能拍到所需要的標記點,某些標記點被遮住是難免的事,所以iMoCap經常使用兩臺成90°擺放的攝像機來從正、側兩個方向拍攝人物,這樣某個標記點在其中一臺攝像機上拍不到時,另一臺攝像機卻可以拍到它。如果人物動作不復雜,使用一臺攝像機也可以,或者將兩臺攝像機分別放置于主攝影機的左右兩側。
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(兩臺捕捉攝像機的位置分布)
拍攝完成后,視頻進入后期識別階段。在這里,還需要提到一點有關攝像機標定的知識,在三維重建的過程中,涉及到三個坐標系,分別是世界坐標系、攝像機坐標系和圖像坐標系,世界坐標系通過平移和旋轉變換為攝像機坐標系(攝像機可能是朝向任何方向的,跟世界坐標系的x、y、z三個軸不一定相同,所以需要變換),攝像機坐標系通過投影變成圖像坐標系,在此,我們假設圖像是沒有畸變的,否則投影生成的理想的圖像坐標系和實際的圖像坐標系之間還有偏差。圖像坐標系只有x、y兩個坐標,通過相反的過程,我們要計算其世界坐標(x,y,z)。
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(三種坐標系的轉換關系)
根據前文所述,只要在單目視頻中知道一個特征點的深度值(z值),那么其三維坐標就可以得到,也就是說從那條延長線上確定了一個點。假設該點為某段骨骼的一端,我們已經有了該段骨骼在圖像上的投影長度,則根據骨骼的剛體性質(長度不變),我們很容易得到骨骼另一個端點的世界坐標。這樣依次類推,只要知道某一時刻的人體投影和其中某個關節點的深度值,就可以還原出整個人體的骨骼姿態。
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(圖像坐標結合深度值得到空間位置)
那么,這個深度值又如何獲取呢?別忘了,我們之前給演員建立過模型,這個模型的各段骨骼長度跟演員是一樣的。所以,我們先使用人體最不容易發生形變的那幾個標記點,可以是胸前的那幾個,也可以是帽子上那幾個,他們本身的距離已經測量過了,也就相當于這幾個標記點構成一個尺寸已知的標記物。而根據視頻中這一標記物的大小,就可以很快地得到標記物在z軸方向的位置。舉例來說,圖像上有個正三角形,那么從光心作延長線的話,空間里所有由這三條線確定的正三角形在圖像上的投影都一樣。但是,如果我們已經知道了空間中的正三角形它的邊長是1米,那么滿足條件的z軸位置就只有一個了,基于這個原理,人物的位置就得以確定。同時,使用尺寸已知的標記物,在攝像機內部參數不變的情況下(捕捉攝像機一般都靜止擺放且不會變焦),可以計算得出攝像機的內部參數(從攝像機坐標系到圖像坐標系的變換)及外部參數(從世界坐標到攝像機坐標的變換),這也就完成了所謂的攝像機標定過程,得到了攝像機的投影模型,根據這個投影模型,我們可以知道空間中任意物體被攝像機拍到后應該是什么樣子。
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(攝影機標定原理)
這之后,演員的模型就將發揮重要作用了。根據前段提到的方法,模型給出了演員每段骨骼的物理長度,結合已知的圖像和計算出的深度值,就可以得到演員的三維骨骼姿態,把這個姿態賦予給演員模型,并按照深度值將模型擺放到正確的空間位置中,就算自動完成了初始化,把姿態數據輸出就得到了第一幀的動作捕捉結果。接下來,根據運動的連續性原理,預測人物的運動趨勢,比如手往哪個方向擺,腳往哪個方向伸,這也就預測了下一幀的骨骼姿態。在一開始可能會得出幾種可能的預測結果,接下來便通過視頻的下一幀來驗證。把預測得到的下一幀的可能姿態賦予給模型,模型就變成了下一幀的可能姿態,然后將模型通過前段求得的投影參數,變換成二維投影圖像,也就是如果攝像機拍這個骨骼模型會得到的圖像,將這個生成的圖像與實拍圖像序列的第二幀進行對比匹配,剛才說了預測的時候可能有幾種結果,那么現在將模型投影與下一幀實際圖像匹配,最貼合的那個模型姿態就是第二幀的人物姿態,輸出即得到第二幀的動作捕捉結果。依次類推,每一幀的人物姿態都逐漸被識別出來,這樣就得到了完整的一段動作捕捉數據。
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(模型預測匹配過程)
在模型投影跟實拍圖像匹配時,匹配算法是很重要的。在自底向上的流程中,一般由人工定義首幀的各個關鍵點,然后程序自動查找該特征在后續幀中相鄰區域里運動軌跡,這跟攝影機軌跡反求(Camera Tracking)中的二維跟蹤是一樣的,只不過攝影機反求是跟蹤場景中相對靜止的點,而動作捕捉跟蹤的是人物身上的標記點。其原理同樣是預測,預測標記點在下一幀可能出現在哪里,因為標記點的運動同樣是連續性的,所以只需在鄰近范圍搜索即可。但是像iMoCap這種自頂向下的流程,預測的就不是標記點的運動了,而是骨骼的運動,或者說,是標記點在三維空間中的運動。得到投影圖像后,與實拍圖像進行對比,這里需要建立相關的匹配函數和閾值,當函數值達到最小或者小于某個閾值范圍時,就認為投影圖像與實拍圖像相匹配,從而模型的姿態就是此刻的正確姿態。

四、應用和未來的展望
iMoCap的出現,以其便捷、輕巧的特點極大解放了動作捕捉工作,實景中的動作捕捉變得越來越流行。繼《加勒比海盜2》之后,《加勒比海盜3》、《第九區》、《鋼鐵俠》、《鋼鐵俠2》、《美少女特攻隊》、《鐵甲鋼拳》、《異星戰場》等影片在制作過程中均使用了iMoCap系統。但是,iMoCap系統也有明顯的不足,那就是精度不夠,iMoCap目前還無法做到對面部、手指等精度要求較高的區域進行捕捉,而且整個設計理念本身就要求動畫師在后期進行大量修改工作。另外,在《阿凡達》中首次投入使用的頭戴式面部捕捉系統如今幾乎成為了標準配置,這一系統可以保證不管演員走到哪里,都能隨時隨地記錄其面部表情,如果今后身體的動作捕捉也可以跟隨演員的話,那么必將是動作捕捉領域的又一次巨大變革。
大家也可以看到,iMoCap系統看似簡單,其實背后的原理也非常復雜,應用了大量計算機圖形學的尖端科技成果,凝聚了眾多研發人員的心血。這也正是電影特技的魅力所在,正如工業光魔2010年推出的紀錄片標題一樣——Creating the Impossible。

五、參考文獻
《Industrial Light & Magic:The Art of Innovation》
《Cinefex》第107期
《影視特效鏡頭跟蹤技術精粹》
《工業光魔:創造不可能》紀錄片
《The Making of Davy Jones》花絮
《基于視頻的人體運動捕捉綜述》李豪杰 等
《人體運動捕捉及運動控制的研究》黃波士 等
《一種基于視頻的人體動畫骨架提取技術》莊越挺 等
《適用于單目視頻的無標記三維人體運動跟蹤》鄒北驥 等
《視頻中不完全運動特征的跟蹤算法》羅忠祥 等
《光學動作捕捉中的攝像機標定》張金劍 等
《基于單目視頻運動跟蹤的三維人體動畫》吳玥 等
http://www.awn.com/articles/production/looting-cg-treasure-idead-man-s-chesti-part-2
http://www.studiodaily.com/2006/07/john-knoll-on-on-set-motion-capture-for-pirates-2
http://movies.about.com/od/piratesofthecaribbean3/a/pirates080106.htm
http://www.fxguide.com/featured/ilm_computers_and_that_pirate_movie/
http://www.fxguide.com/featured/Demystifying_Motion_Capture_Technique/


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