動(dòng)作捕捉技術(shù)在影視作品中的應(yīng)用

費(fèi)正濤 廣東開(kāi)放大學(xué)（廣東理工職業(yè)學(xué)院）文化傳播與設(shè)計(jì)學(xué)院

隨著人們對(duì)精神文化需求的不斷變化和發(fā)展，傳統(tǒng)的影視作品制作技藝已經(jīng)很難真正的滿(mǎn)足人們的觀影需求，這樣的情況下催生了一系列科幻主題電影的興起，像是“漫威英雄電影系列”、《阿凡達(dá)》和《特斯拉》等一眾電影獲得了很好的市場(chǎng)反饋，這樣利用先進(jìn)動(dòng)畫(huà)制作技術(shù)虛擬出的人物和場(chǎng)景具有宏大、真實(shí)、栩栩如生等特征，很好的滿(mǎn)足了人們當(dāng)前的視聽(tīng)需求。也正是因此，動(dòng)作捕捉技術(shù)在電影作品制作中的重要性不斷地被凸顯出來(lái)，它已經(jīng)成為了當(dāng)前電影作品制作的重要技術(shù)依靠。

1 動(dòng)作捕捉技術(shù)

動(dòng)作捕捉技術(shù)是一種利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)用于動(dòng)畫(huà)制作的先進(jìn)技術(shù)，這種技術(shù)在最開(kāi)始被研發(fā)出來(lái)的時(shí)候是被應(yīng)用在動(dòng)畫(huà)片中動(dòng)畫(huà)制作的，在上個(gè)世紀(jì)七十年代，迪士尼公司把動(dòng)作捕捉技術(shù)應(yīng)用在了改進(jìn)動(dòng)畫(huà)制作效果的工作中，也收獲了很好的效果。在這之后動(dòng)作捕捉技術(shù)在相關(guān)的研發(fā)公司和人員的開(kāi)發(fā)之下得到了快速的發(fā)展，并且逐漸的形成了動(dòng)作捕捉系統(tǒng)。

在當(dāng)前的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)中由多種捕捉設(shè)備組成，根據(jù)其中的主要設(shè)備進(jìn)行劃分的話主要包括了磁性動(dòng)作捕捉器、光學(xué)式動(dòng)作捕捉器、機(jī)械式動(dòng)作捕捉器和聲學(xué)式捕捉器這四種。在當(dāng)前動(dòng)作捕捉系統(tǒng)的應(yīng)用中最常見(jiàn)的是動(dòng)作捕捉器，先是利用動(dòng)作捕捉器來(lái)對(duì)演員的肢體動(dòng)作和面部表情等進(jìn)行捕捉，然后利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)將相關(guān)信息經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)變成數(shù)字信息，然后將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇ê玫挠?jì)算機(jī)模型中，這樣就算是完成了動(dòng)畫(huà)人物的形象創(chuàng)作。這種技術(shù)具有快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，有利于創(chuàng)建出栩栩如生的虛擬人物形象，是最符合當(dāng)前數(shù)字信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的電影制作方式。

2 動(dòng)作捕捉系統(tǒng)

2.1 慣性動(dòng)作捕捉器

基于微傳感器的慣性動(dòng)作捕捉設(shè)備的測(cè)量裝置，主要由幾個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)都有九軸的慣性測(cè)量單元，會(huì)返回在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的角速度、加速度和磁力計(jì)的測(cè)量信息。姿態(tài)解算的核心在于旋轉(zhuǎn)，一般旋轉(zhuǎn)有4 種表示方式：矩陣表示、歐拉角表示、軸角表示和四元數(shù)表示。矩陣表示適合變換向量，但計(jì)算量大，歐拉角最直觀，軸角表示則適合幾何推導(dǎo)，而在組合旋轉(zhuǎn)方面，四元數(shù)表示最佳。

2.2 聲學(xué)式動(dòng)作捕捉器

聲學(xué)式動(dòng)作捕捉器顧名思義就是利用利用相關(guān)的聲波設(shè)備來(lái)對(duì)被捕捉對(duì)象的相關(guān)動(dòng)作和進(jìn)行記錄和跟蹤。它一般由三個(gè)部分組成—聲波發(fā)生器、聲波接收器、信息處理單元。這種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量區(qū)域較大、動(dòng)作種類(lèi)較多，但是缺點(diǎn)是很明顯的，諸如精準(zhǔn)度低、受外界噪音影響大、對(duì)環(huán)境中的溫度和企業(yè)要素較敏感等。

2.3 磁性動(dòng)作捕捉器

磁性動(dòng)作捕捉器顧名思義就是利用利用相關(guān)的磁性設(shè)備來(lái)對(duì)被捕捉對(duì)象的相關(guān)動(dòng)作和進(jìn)行記錄和跟蹤。它一般也是由三個(gè)部分組成—電磁發(fā)射源、傳感接收器、信息處理單元。利用接收到的反射信號(hào)來(lái)對(duì)相關(guān)的動(dòng)作進(jìn)行跟蹤和記錄。它的優(yōu)點(diǎn)有空間性好可記錄方向信息、實(shí)時(shí)性好、成本低等。

2.4 光學(xué)動(dòng)作捕捉器

光學(xué)動(dòng)作捕捉器是當(dāng)前的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)中技術(shù)最為先進(jìn)的，也是在電影作品制作中應(yīng)用最為廣泛的。在利用光學(xué)動(dòng)作捕捉器來(lái)進(jìn)行影視作品制作的時(shí)候需要先對(duì)捕捉對(duì)象進(jìn)行反光材質(zhì)的粘貼作業(yè)，先是利用特殊的反光材質(zhì)來(lái)對(duì)表演者的關(guān)鍵部位進(jìn)行覆蓋，之后就是利用攝像機(jī)發(fā)射出來(lái)的光線對(duì)這些光線進(jìn)行反射，由此把這些光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，這樣就實(shí)現(xiàn)了面部表情和肢體動(dòng)作的捕捉建模。

光學(xué)動(dòng)作捕捉器成為當(dāng)前的影視作品創(chuàng)作中應(yīng)用最為廣泛的動(dòng)作捕捉技術(shù)得益于它自身具有的特點(diǎn)—靈活度高、可滿(mǎn)足高速動(dòng)作錄制需要。由于是利用反光材質(zhì)來(lái)對(duì)相關(guān)的動(dòng)作進(jìn)行捕捉，使得被捕捉對(duì)象不受相關(guān)設(shè)備的限制，這意味著他們可以以更加自由的方式進(jìn)行動(dòng)作的伸展。同時(shí)，由于光速的傳播速度很快，這意味著設(shè)備可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大量的動(dòng)作信息進(jìn)行傳遞，這對(duì)于那些需要進(jìn)行高速動(dòng)作測(cè)量的劇情拍攝來(lái)說(shuō)是相當(dāng)適合的。但是，在制作電影的時(shí)候使用光學(xué)動(dòng)作捕捉器也是具有一定缺點(diǎn)的，這些缺點(diǎn)主要集中在后期處理的工作上，采集的相關(guān)信息需要進(jìn)行大量的后期處理，在這個(gè)階段耗費(fèi)的成本和時(shí)間是相對(duì)很高的。同時(shí)，由于需要利用光線反射來(lái)采集信息，這樣就需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的光線進(jìn)行細(xì)致的處理，這一項(xiàng)工作相對(duì)而言也是相當(dāng)繁瑣的。

3 動(dòng)作捕捉系統(tǒng)在影視作品中的具體應(yīng)用

近些年以來(lái)動(dòng)作捕捉技術(shù)在影視作品的創(chuàng)作中得到了大范圍的應(yīng)用，像是“漫威英雄電影系列”、《阿凡達(dá)》和《特斯拉》等一系列的市場(chǎng)效益很好的影視作品都是利用動(dòng)作捕捉系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行制作的，在這之中《猩球崛起》系列是很具有代表的，下面我們就拿《猩球崛起》系列電影的拍攝過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的分析來(lái)對(duì)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)在影視作品中的應(yīng)用進(jìn)行講解。

在電影《猩球崛起》的拍攝過(guò)程中涉及到最多的就是“猩猩”的動(dòng)物形象，如果單純的依靠真正的動(dòng)物來(lái)進(jìn)行劇集拍攝的話是很難有效拍攝完成的，在這樣的情況下還想要塑造栩栩如生的動(dòng)物形象的話就需要借助先進(jìn)的技術(shù)來(lái)對(duì)虛擬的動(dòng)物形象進(jìn)行塑造。也正是如此，僅僅依靠一只真正動(dòng)物就制作完成的科幻大片《猩球崛起》達(dá)到了影視作品創(chuàng)作的新高度。特別實(shí)在其第二部的劇集拍攝當(dāng)中更是將先進(jìn)技術(shù)和拍攝技藝的結(jié)合做到了很高的高度。

在《猩球崛起》的拍攝當(dāng)中涉及到的猿類(lèi)數(shù)量超過(guò)了兩千只，在電影制作完成之后我們可以發(fā)現(xiàn)這些形象無(wú)論是面部表情還是肢體動(dòng)作都相當(dāng)?shù)男蜗笊鷦?dòng)，并且人能做的事情他們也都能做到。這樣的效果都是依靠任務(wù)的動(dòng)作形象捕捉來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)動(dòng)作捕捉技術(shù)的應(yīng)用和動(dòng)畫(huà)制作技術(shù)的結(jié)合有效的實(shí)現(xiàn)了擬人化的效果，這樣就達(dá)到了僅僅依靠五十名演員的神情和動(dòng)作捕捉做到了上千個(gè)擬人形象的制作。

4 總結(jié)

電影自從誕生以來(lái)就一直是人民大眾喜聞樂(lè)見(jiàn)的文化形式之一，通過(guò)電影的內(nèi)容呈現(xiàn)人們可以活得很好的視聽(tīng)感受，從而滿(mǎn)足自己的精神文化生活需求。在傳統(tǒng)的電影作品制作當(dāng)中由于技術(shù)的限制導(dǎo)致電影制作多重視劇情，這些作品經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的發(fā)展演變已經(jīng)很難再滿(mǎn)足人們不斷增長(zhǎng)的藝術(shù)文化需求了，由此，一些利用動(dòng)畫(huà)制作技術(shù)來(lái)建立起虛擬的人物和場(chǎng)景進(jìn)行拍攝的影視作品開(kāi)始走向市場(chǎng)，這些作品在拍攝的過(guò)程中利用動(dòng)作捕捉技術(shù)將演員的表情、動(dòng)作等進(jìn)行有效捕捉，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)的整合制作來(lái)轉(zhuǎn)移到虛擬人物身上，從而實(shí)現(xiàn)了虛擬人物的形象創(chuàng)作，這種技術(shù)是用來(lái)拍攝一系列科幻電影等種類(lèi)作品的重要依據(jù)。可以預(yù)見(jiàn)的是，在未來(lái)的電影作品創(chuàng)作中會(huì)越來(lái)越多的應(yīng)用到動(dòng)作捕捉技術(shù)這種先進(jìn)的影視創(chuàng)作技術(shù)，相關(guān)的影視工作者需要重視動(dòng)作捕捉技術(shù)的應(yīng)用，積極利用技術(shù)的提升來(lái)為觀眾奉獻(xiàn)更多、更好的藝術(shù)作品。