動作捕捉技術發展新趨勢及其對影視工業影響簡論

吳少軍 胡燕紅

摘要：動作捕捉技術應用在影視動畫制作中已經有近40年歷史，隨著技術的發展，動作捕捉技術近年來呈現出一些新的特點與新的發展趨勢，文章介紹該技術的發展新趨勢，并就其對影視動畫制作產生的影響進行論述。

關鍵詞：動作捕捉技術；影視動畫制作；新趨勢；影響

引言

傳統二維或三維動畫制作過程中，角色動作或表情一般都是通過手工繪制或通過動畫師調節軟件中角色模型的“骨骼”或控制器生成。由于角色或人的動作與表情極其復雜，且動畫師不是專業表演者，手工方式的動作繪制或調節使得影視動畫中的角色不夠生動逼真，而且制作時間長、效率低、實時性不夠。動作捕捉技術應用在影視動畫制作的主要目的是解決影視動畫制作中表演藝術與動漫卡通風格特征完美結合，擴展導演講述故事的自由度，提高工業生產效率。在二十世紀70年代，迪斯尼就嘗試通過捕捉演員的動作來改進動畫制作效果?，F在大量電影與動畫片或游戲制作都廣泛采用動作捕捉技術，該技術現階段呈現出許多新特點與新趨勢。

一、動作捕捉技術

動作捕捉技術的雛形是1915年動畫大師Max Fleischer研制的一個將膠片內容打到透光臺上的放映機，動畫師照著畫面人物動作造型繪制角色動作，從而使角色栩栩如生。1994年，三維運動軌跡捕捉技術正式商業化，2011年，利用最新動作捕捉技術拍攝的，沒有一只真實動物參與表演的影片《猩球崛起》，達到了動作捕捉技術應用的新高峰。

動作捕捉技術從表演系統上分主要有身體運動捕捉和表情捕捉，從技術原理上分主要為機械式、聲學式、電磁式和光學式[4]。動作捕捉的原理是測量、跟蹤、記錄物體或標記點的空間坐標與軌跡，數據經過處理后，驅動虛擬角色運動。動作捕捉設備包括傳感器，信號捕捉設備，數據傳輸設備與數據處理設備。

二、動作捕捉技術新特點與新趨勢

（一）由攝影棚捕捉發展為戶外實景動作捕捉

在電影工業中，一般動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》（Avatar）制作時，劇組建立有史以來最大的拍攝與動作捕捉影棚，里面有140個專用攝像機，主要采用光學式動捕設備。在攝影棚拍攝與動作捕捉是有缺陷的，演員缺乏與實景環境之間的參考與互動，攝影棚與戶外完全不同的光學環境，活動范圍有限，表演者更希望在實景中拍攝。但戶外實景拍攝對動作捕捉技術要求很高，一是要求動捕設備重要是大大減少，易于攜帶，不影響表演。二是光學捕捉系統在實景捕捉中要解決環境光干擾的問題。至2011年，由于技術發展，動捕設備已經很輕巧，不會對表演產生較大影響，并且開發出主動頻閃紅外光LED標記點新技術，戶外實景動作捕捉技術已經成熟，并在多部影片中應用。

（二）由單一角色捕捉發展為多角色與多道具捕捉

在早期的動作捕捉中，由于受到技術限制，一般是在動捕影棚中對單一角色或單個道具進行捕捉，然后在三維動畫制作軟件中進行動作合成，導演要在后期處理后才能查看影片?，F在動捕技術發展為可以在戶外捕捉多個角色或多個道具，而且更重要的是實現了人與道具及環境之間的交互，將動捕數據導入到卡通角色或虛擬角色上，加上虛擬攝像機后就可以實時輸出預覽影片，這樣導演可以現場實時查看影片質量，并指導演員表演。例如2011年底拍攝的動畫電影《丁丁歷險記》，演員與導演都可以實時查看加入了動捕數據后的虛擬卡通角色的表演及加入了虛擬鏡頭的預覽影片。

（三）增強的面部表情捕捉

人的面部表情是十分復雜的，表情是表演核心和精華部份。要毫無保留地展現演員的演技并將表演移植到CG角色上去，難度十分之大。早期的動作捕捉技術只能夠夠對人的身體運動進行數據記錄，后來發展到初級的表情捕捉，方法是在人臉上加標記點或涂上綠色。現在的面部表情捕捉一般是在演員帶一個捕捉頭盔，前置一個廣角攝像頭，演員臉上畫上捕捉點，也可以不需要記錄點實現非常精致的的面部捕捉。增強的表情捕捉可以實現完全逼真，毫無痕跡的虛擬角色表演，可以毫無保留地展現演員的演技。

三、動作捕捉新技術與新趨勢將對電影工業產生的影響

（一）將極大擴展導演故事講述的自由度

導演在電影創作的過程中總是受到現實世界各種各樣的條件限制，特別是在創作卡通風格或科幻電影時。很多導演對影片最終完成時沒有達成自己最初的設定與想像感到遺憾，原因是拍攝條件或技術限制。由于有了動作捕捉技術，導演可以操控任何虛擬角色進行生動逼真的表演，導演可以擺脫技術的限制而將工作的核心置于故事的講述，這將極大地擴展導演故事講述的自由度。

（二）將對演員職業產生巨大影響，演員的外形條件重要性將下降而演技重要性上升

導演在尋找演員或電影學院在招收表演專業的學員時，外形條件是比較重要的。但是由于動作捕捉技術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。隨著技術的發展，即使是真人影視作品，有一天也會通過虛擬角色對其外形進行修正而只保留其表演的部份。隨著動作捕捉技術的發展，有人驚呼，有一天演員這個職業會消失。這當然是錯誤的，但動捕技術無疑會對演員這個職業產生巨大的影響，我認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，真正好的職業演員會獲得更多機會而依賴外形條件的演員將逐漸淘汰。例如國外優秀的動作捕捉演員安迪瑟金斯，表演過《指環王》中的咕嚕與《猩球崛起》中的愷撒，由于其出色的表演能力，加上動捕技術發展，使其事業在36歲后才獲得較好的發展。

（三）將使電影制作工業產品質量提高，成本下降，效率提高。

動捕技術在其初級階段對電影工業的影響是較少的，很多影片在制作虛擬角色時更愿意用經驗豐富的動畫師來手工調節動畫，因為這樣效率更高。但是隨著技術的發展，動捕技術的優勢逐漸顯現，現在不僅電影制作時越來越多使用動捕技術，而且在游戲制作，動畫片制作及其他娛樂產品制作中也開始采用。現在的動捕技術會效大幅度提高制作效率，減少影片生產的周期，從而使成本下降，影片質量提高。

技術的發展是持續的，現在的動捕技術已經開始成熟，但新技術還在不斷涌現，例如2008年后出現了不需要標記點就可以捕捉身體動態的技術系統，例如體感游戲系統kinect，盡管現在精度還達不到電影工業的要求，但也是技術趨勢之一。不管技術如何發展，故事情節與人的藝術表演才是影視產品的核心，我們不能因為技術發展而忽視表演者的藝術素養的提高與故事創作的本源。

參考文獻：

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

[2]董能,趙志能,運動捕捉技術在體育領域應用及其前景分析.2006.

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

[4]金剛,李德華,周學泳.表演動畫中的運動捕捉技術.2000（3）.

（作者單位：婁底職業技術學院）