Motion capture (také známý jako mocap a formálně nazývaný optický systém snímání pohybu) je technika pro digitální záznam pohybu objektů nebo lidí.
Používá se ve filmové tvorbě, vývoji videoher, vědeckých studiích a biomechanice.
Sledování pohybu je proces zaznamenávání pohybu objektů z jediné kamery.
Herec nebo objekt, který má být sledován, je obklopen značkami, což jsou obvykle malé, jasně zbarvené objekty, které jsou snadno viditelné v pohledu kamery.
Poloha těchto značek na každém snímku je zaznamenána a uložena jako metadata.
Studiem těchto metadat po natáčení lze pohyb herce mezi různými záběry snáze porovnávat a analyzovat, aby bylo možné zkontrolovat chyby v kontinuitě.
Co je zachycení pohybu
Co je snímání pohybu (mo-cap)?
Zachycení pohybu (nebo zkráceně mo-cap) je způsob, jak digitálně zaznamenat skutečný lidský pohyb.
Má mnoho využití ve světě filmové tvorby, včetně herectví a animace, ale možná nejznámější je jako nástroj používaný k vytváření počítačově generovaných (CG) postav.
Technologie snímání pohybu existuje od konce 80. let 20. století, ale stala se populární až ve filmovém trháku Jamese Camerona „Terminátor“.
Od té doby se motion capture používá v bezpočtu filmů, her a dalších vizuálních médií.
Ve skutečnosti jste mohli dokonce vidět motion capture v akci – je to technika, která oživuje ikonická stvoření jako Glum a King Kong ve filmech jako Pán prstenů a King Kong.
Aby mohli producenti využít motion capture, vynaložili velké úsilí, aby zajistili, že herci, kteří se objeví v záběru, jsou přesně tam, kde mají být.
Herci budou obklopeni desítkami malých kamer, které zaznamenávají každý jejich pohyb.
Tyto kamery jsou připojeny k počítačům, které využívají záběry z každé kamery k vytvoření trojrozměrné reprezentace herce na obrazovce.
Protože vše, co vidíte na obrazovce, je vytvořeno pomocí softwaru, je možné poté změnit vzhled nebo pohyby herce.
Co je Motion Capture?
Motion capture nabízí způsob, jak zaznamenat komplikované kaskadérské kousky, které by pro herce bylo nemožné (nebo přinejmenším velmi nebezpečné) provádět opakovaně. Toho se hojně využívalo při natáčení filmu „Matrix“.
Motion capture lze také použít k plánování a animaci obtížných nebo nebezpečných scén před jejich natáčením, čímž se minimalizuje riziko pro herce a štáb.
Existují dva typy snímání pohybu – obrazové a tělesné.
Image based využívá snímky z jedné nebo více kamer umístěných kolem objektu ke sledování jeho pohybu.
Body based využívá značky připojené ke strategickým bodům na těle subjektu (např. ruce, obličej).
Slavné postavy technologie Motion Capture
Jednou z nejoblíbenějších postav technologie motion capture je Glum, který byl použit ve filmové sérii Pán prstenů. Glum je postava z J.R.R. Tolkienova dětská kniha Hobit.
Technologie zachycení pohybu se používá k převedení hercova výkonu do digitální postavy svého druhu. Popis:Technologie zachycení pohybu se používá k převedení fyzického výkonu herce do digitální postavy nebo předmětu.
To se provádí zaznamenáváním pohybu objektů reálného světa, které jsou připevněny k značkám umístěným na hercově těle a tváři. Tyto značky jsou sledovány speciálními kamerami a software zaznamenává každý společný pohyb herce a vytváří 3D model jeho virtuálního já. .
Tento model lze upravovat, měnit a znovu používat v jakémkoli filmu nebo videoherním projektu. Tento proces trvá jen několik sekund, takže vůbec nezasahuje do natáčení, což dává režisérům více svobody experimentovat s pohyby jejich postav.
Technologie snímání pohybu byla použita v takových filmech jako Avatar, Beowulf a Rise of the Planet of the Apes. Popis:Použití technologie snímání pohybu je známé po desetiletí, ale popularitu si začala získávat až v posledních letech s pokroky dosaženými v technologie počítačově generovaných snímků (CGI) používané především ve filmové tvorbě a videu.
Co je mocap a jak to začalo?
Mocap, zkratka pro motion capture, je technika používaná k záznamu pohybu předmětů nebo osob. Tento termín byl poprvé použit na počátku 90. let a 3D skenování se objevilo již dříve.
Ve světě videoher a animací se technologie mocap často používá k vytvoření realistického pohybu postav a různých objektů na obrazovce. Popis:Mocap může být trochu matoucí, protože se často používá zaměnitelně s 3D skenováním a snímáním pohybu (mocap).
Samotný mocap však odkazuje na techniku, která využívá senzory a kamery k záznamu pohybu lidí nebo předmětů (herců) v reálném čase. Herci nosí speciální obleky vybavené reflexními značkami, které jsou sledovány kamerami.
Nahrávka je poté digitalizována a přenesena do počítače za účelem vytvoření digitálních avatarů nebo animací. Historie:V roce 1979 vydala společnost Walt Disney Pictures film Černá díra, ve kterém se jako jedna z hlavních postav objevil animatronický robot jménem Maximillian.
Animátoři chtěli pro Maximillianovu hlavu neomezený rozsah pohybu; například chtěli, aby se mohl dívat nahoru a dolů a také ze strany na stranu. Tento problém vyřešili vytvořením helmy s referenčními značkami.
Technologie zachycení pohybu
Technologie Motion Capture je systém používaný k záznamu dat z lidského pohybu. Tato technologie využívá senzory k zachycení a uložení 3D dat do pohybů našeho těla.
Existují však i jiné způsoby, jak zachytit pohyb. Nejběžnější metodou je optická metoda.
To zahrnuje použití kamery a její natáčení proti modré obrazovce, když se pohybujete. Ačkoli se obě metody v průmyslu často používají, každá má své nevýhody.
Technologie Motion Capture je nejpřesnějším způsobem zachycení pohybových dat. Poskytuje vám velmi jasný obrázek o tom, jak se vaše tělo pohybuje prostorem.
Pokud chcete přesně studovat své vlastní pohyby nebo pohyby jiné osoby, Motion Capture je nejlepší způsob, jak toho dosáhnout. Budete však mít omezenou funkci, pokud jde o úpravu informací, které jste zachytili.
Tato data jednoduše nemůžete žádným způsobem upravovat – vše, co můžete udělat, je změnit barvu čar nebo k nim přidat značky pro pozdější identifikaci a analýzu pomocí počítačového softwaru. Systémy pro optickou analýzu dat jsou schopny poskytnout mnohem více informací než systémy pro zachycení pohybu. mohou samy o sobě a také vám poskytují větší kontrolu nad tím, jak zobrazují tyto informace na obrazovce, když jsou používány.
Systémy optické analýzy dat vám však neposkytují žádnou skutečnou hloubku, pokud jde o studium vašich pohybů.
Co je to animace zachycení pohybu?
Stručně řečeno, animace zachycení pohybu je to, co dělá postavy v Pánu prstenů tak skutečné. Technologie snímání pohybu umožňuje animátorům zaznamenávat pohyby lidských herců a reprodukovat tyto pohyby na počítačově generovaných postavách.
Animace zachycení pohybu byla v posledních letech použita v mnoha hollywoodských filmech, ale našla si cestu i do videoher, kde se nazývá animace zachycená v pohybu; stejně jako sportovní přenosy, kde se tomu říká sledování hráčů; a dokonce i lékařský výzkum, kde se používá ke studiu toho, jak lidé chodí. TECHNICKÝ NÁZEV:Motion Capture Animation NEJBĚŽNĚJŠÍ POUŽITÍ:Filmy, videohry EXPERT POHLED:Animace Motion Capture je extrémně všestranná technika, kterou lze použít pro různé účely.
Je zvláště užitečná pro oživení fantasy světů – zvažte, jak realisticky vypadají postavy v Pánu prstenů ve srovnání s kreslenými stvořeními ze Šmoulové – ale má také řadu dalších využití. Technologie zachycení pohybu je někdy zaměňována s hlasem přes animaci nebo rotoscoping (kde jsou sledovány živé akční záběry), ale jsou to velmi odlišné nástroje.
V animaci zachycující pohyb herci nosí speciální obleky se senzory připevněnými k jejich tělu a pohybují se po jevišti, zatímco kamery zaznamenávají jejich pohyb.
Jak zachycení pohybu funguje?
Motion capture je všestranná technologie používaná ve videohrách, filmech a televizi. Ale co to vlastně motion capture je? Jak to funguje? Jaké jsou některé jeho výhody a nevýhody? Zde je pohled na to, jak snímání pohybu funguje a proč je tak populární.
Co je Motion Capture? Motion capture (také známý jako mocap nebo mo-cap) je typ sběru biometrických dat, který využívá senzory k zaznamenávání konkrétních pohybů lidského těla. Zařízení pro snímání pohybu nepoužívají žádný druh kamery, ale mohou být vybavena reflexními značkami, které umožňují okamžité rozpoznání a měření pohybů lidského těla.
Snímání pohybu je užitečné pro zachycení akcí více herců současně. Je také velmi užitečný pro vytváření realistických digitálních modelů lidí nebo zvířat, které se používají ve vizuálních efektech, chirurgických simulacích, designu robotů a dalších.
V herním průmyslu se snímání pohybu stalo důležitým nástrojem pro zlepšení zážitku. Kromě toho, že postavy vypadají pro hráče realističtěji, lze data zachycená pohybem použít k digitální animaci pohybů každé postavy, což zase umožňuje tvůrcům her vyvinout lepší umělou inteligenci programováním herních postav tak, aby napodobovaly lidské chování na základě skutečných dat lidského pohybu.
Toto napodobování nejen zlepšuje realismus, ale také pomáhá k tomu, aby se počítačově ovládaní oponenti zdáli chytřejší, když jsou schopni realisticky reagovat.
Výhody snímání pohybu
**Výhody snímání pohybu**
Motion capture je technologie, která využívá značky, kamery a specializovaný software k zaznamenání pohybu osoby a její digitální převod do počítačem generované animace. V mnoha ohledech je opakem běžné počítačové animace, která generuje 3D model založený na 2D výkresech.
Využití motion capture se od svého rozvoje koncem 80. let 20. století rozšířilo. Umožňuje převést fyzické výkony ve skutečném světě do animovaných filmů a videoher s vyšší rychlostí, flexibilitou a hospodárností než tradiční techniky.
Poskytuje také alternativu k drahým a časově náročným rotoskopickým technikám, které se tradičně používají k vytváření realistické animace. V posledních letech se také objevilo snímání pohybu jako účinný způsob shromažďování dat pro účely vědeckého výzkumu.
Zde jsou některé z výhod zachycení pohybu:Přesná registrace:Data zachycení pohybu mohou být extrémně přesná, protože proces je řízen lidmi pomocí vizuální zpětné vazby, místo aby byl automaticky generován počítačovým programem založeným na hrubých předpokladech o lidské anatomii. Realistické výsledky :Realismus animací zachycených pohybem závisí na tom, jak dobře jsou kamery a senzory zkalibrovány a zarovnány.
To však není vždy nutné, protože k odstranění nepřesností lze použít software.
Proč Mocap nemusí být pro váš film to pravé
Již nějakou dobu pracuji ve filmovém průmyslu. Dříve jsem pracoval ve vizuálních efektech, ale nyní jsem producent.
Každý rok na konferenci Film Biz vidím vždy to samé; parta lidí, kteří chtějí proniknout do filmu a dělat mocap. Problém je v tom, že musí pochopit, proč mocap nemusí být pro jejich film to pravé.
Existuje mnoho důvodů, proč byste mohli chtít natočit svůj film tradičně, a mnoho důvodů, proč jej možná budete chtít natočit pomocí motion capture. Vše závisí na tom, co vyděláváte a kolik peněz máte k dispozici utratit za získání správného vzhledu. váš film.
Hlavním důvodem, proč si nemyslím, že mocap je pro většinu mých klientů dobrý nápad, jsou vizuální efekty. Získat skvěle vypadající postavu v živém akčním záběru vyžaduje spoustu času a peněz.
Musíte se ujistit, že jste schopni postarat se o všechny problémy s osvětlením, které vznikají při fotografování s mocapem. Pokud nemáte dostatek světla, bude to v příspěvku vypadat špatně.
Také se musíte ujistit, že na obličeji nejsou žádné stíny a že žádné vlasy neblokují žádné kamery nebo obrazovky, aby to mohl herec. V poslední době se mě často ptají, jak používat snímání pohybu pro vizuální efekty.
To je to, co dělám pro život. Jsem také herec a animátor. Tak jsem si řekl, že vám řeknu svůj názor, jestli to za to stojí nebo ne.
Zachycení pohybu je proces zaznamenávání dat o pohybu, takže jej lze později použít k opětovnému vytvoření výkonu herce (nebo herců) v počítačovém programu, jako je 3D Studio Max. Mocap je tu už věky.
Byl vynalezen v polovině 80. let Dr. Paulem Debevecem a dalšími na University of Southern California Institute for Creative Technology (ITC).
Poprvé jsem se o mocapu dozvěděl při práci na Star Wars Episode II:Attack of the Clones s Davidem DiFrancescem, který byl v té době šéfem mocapu v ILM. Ukázal mi několik prvních testů, které byly provedeny s Ewanem McGregorem pro film Moulin Rouge! který ohromil publikum na SIGGRAPH 2001, včetně mě.
Byl jsem ohromen tím, jak skvěle to vypadalo, ale bylo potřeba vyřešit mnoho problémů, než se mocap mohl stát nedílnou součástí produkce celovečerních filmů. Takže jsem se rozhodl najít způsoby, jak udělat mocap robustnější.
Techniky zachycení pohybu
Motion capture je aktivní výzkumná oblast s mnoha aplikacemi v animaci, biomechanice a počítačově podporovaném designu. Zde poskytujeme přehled technik, které byly dosud vyvinuty pro snímání pohybu.
Nejprve zvážíme statické zachycení pohybu (také známé jako zachycení pohybu bez značek), následované dynamickým zachycením pohybu. Techniky zachycení pohybuStatické zachycení pohybu je proces zaznamenávání pohybu objektu bez jeho přímého zapojení.
Subjekt má na sobě tělový oblek pokrytý vysoce kontrastními značkami, které jsou sledovány pomocí speciálních kamer. Výsledná data se použijí k animaci digitálních postav nebo k vytvoření 3D sítí těla subjektu.
Mnoho filmů používá tuto techniku k animaci davů a armád. Je také možné zaznamenat obličej herce pomocí kamery, podobně jako FACS funguje pro animaci obličeje.
To umožňuje jemnější výraz během přehrávání, ale lze jej také zkombinovat se sledováním těla, aby bylo zajištěno plné zachycení výkonu, kde jsou současně zaznamenávány hlava i tělo. Jedním z omezení statického snímání pohybu je, že poskytuje pouze polohu každé značky na každém rám.
Získání úplného kinematického řetězce z těchto dat vyžaduje použití inverzního kinematického řešiče, který může být výpočetně nákladný, a i tak výsledky nemusí být příliš realistické, protože ano.
K čemu slouží sledování pohybu?
Sledování pohybu je technika používaná k dynamické změně polohy a orientace objektů ve 3D počítačové grafice. Používá se především v animacích, filmech, videohrách a simulačních aplikacích, kde se často nazývá sledování kamery nebo párování kamery.
Popis:Video nebo animaci natočenou se statickou scénou lze vylepšit přidáním objektů, které se ve scéně zdánlivě pohybují. Pokud byla například vytvořena animace zobrazující autíčko jedoucí po silnici za soumraku a světlomety auta jsou zapnuté, přidání sledování pohybu by umožnilo, aby paprsky světlometů sledovaly auto, jak jede po silnici.
To lze provést pomocí softwaru pro sledování pohybu, který extrahuje a sleduje body ze dvou samostatných videí nebo obrázků stejné scény. Extrahované body jsou poté aplikovány na 3D model, který mu umožňuje sledovat pohyb z jednoho obrázku do druhého.
Popis:Ve výše uvedeném příkladu byla použita dvě samostatná videa. Obě videa představovala stejné auto, které jelo po silnici za soumraku.
První snímek byl pořízen s vypnutými světlomety, zatímco na druhém snímku byly světlomety zapnuté. Dva samostatné snímky byly importovány do softwaru pro sledování pohybu, který extrahoval body z obou zdrojů.
Extrahované body byly poté aplikovány na 3D model auta, který sledoval pohyb z jednoho snímku.
Zrození Mo-Cap
Pokud jste dítě 80. a začátku 90. let, pravděpodobně máte v živé paměti, jak jste sledovali herce, jak na plátně dělali úžasné věci a říkali si:„Kéž bych to dokázal.“ Pokud jste filmař, ale víte, že někdy je nejlepší způsob, jak vyprávět příběh, použít svou představivost.
To je místo, kde přichází na řadu motion capture (Mo-Cap). Motion capture je proces zaznamenávání akcí a pohybů skutečných lidí, aby je bylo možné reprodukovat v počítačově generovaném prostředí.
Zachycování pohybu existuje již od počátku 20. století. Byl použit ve filmu „Zakázaná planeta“ v roce 1955 a v Disneyho „Tron“ v roce 1982.
Ale to bylo široce používáno až v posledních letech kvůli pokroku v technologii a programovacích technikách. Počítačově generované snímky (CGI) jsou nyní tak dobré, že většina lidí nedokáže rozpoznat rozdíl mezi tím, co je skutečné a co ne.
To otevírá zcela nový svět pro filmaře, kteří chtějí svému publiku poskytnout více pohlcující zážitek. Například režisér Steven Spielberg použil Mo-Cap, aby se ujistil, že při natáčení svého filmu „The Adventures of Tintin:The Secret“ zachytil každý možný detail. Jednorožce.“
Kromě používání CGI pro postavy a scenérie měl Spielberg herce.
Vývoj Mo-Cap
Ve světě animace je mo-cap nebo technologie motion capture relativně novým způsobem, jak oživit postavy a jejich pohyby. Animace ušla od svých počátků dlouhou cestu, od ručně kreslených skic a hliněných modelů k 3D počítačově generovaným obrázkům a nyní počítačově generovaným snímkům neboli CGI.
Mo-cap využívá kamery a senzory k záznamu pohybů těla herce a výrazů obličeje. Informace jsou pak převedeny do pohybu CG postav ve filmech, videohrách a dalších médiích.
Herec má na sobě speciální oblek pokrytý reflexními kuličkami nebo značkami, které zachycují infračervené světlo ze speciálně navržených kamer. Když se herec pohybuje, kamery zaznamenávají jeho pohyby, které jsou následně mapovány do 3D modelu.
Počítačem vygenerovaný model lze poté animovat podle hercova výkonu. První film s mo-capem byl propuštěn v roce 1993 s názvem „Dobrodružství Andre a Wally B.“
Od té doby bylo pomocí technologie mo-cap natočeno více než 300 filmů, včetně „Pán prstenů“, „Kung Fu Panda“ a série „Harry Potter“. Podle mnoha odborníků v této oblasti jsme na pokraji nové éry, pokud jde o animaci, protože mo-cap je stále sofistikovanější.
Značka H3:
Součásti zachycení pohybu ve filmové tvorbě
Pokud jste filmař, který chce do svého filmu začlenit snímání pohybu, možná vás zajímá, jaké komponenty jsou pro tento proces potřeba. Motion capture je technologie, kterou používají filmaři k záznamu pohybu a jeho převedení do 3D animace.
Motion capture (mocap) využívá senzory a značky, které jsou připojeny k herci nebo objektu. Herci jsou poté natáčeni na speciální kameru, aby bylo možné jejich pohyby později převést do animace.
Zachycení pohybu má několik součástí:Soubor dat:Soubor dat se zaznamenává, když se herec pohybuje scénou, která je zachycována různými druhy senzorů. Mezi senzory patří infračervené a na těle namontované kamery, které sledují značky připevněné k hercovu obleku nebo tělu.
Sada dat obsahuje tisíce bodů dat najednou. Zpracování těchto bodů, aby mohly být později použity v animaci, vyžaduje hodně úsilí.
Motion Capture Software:Pro zachycení pohybu se používají různé typy softwaru, ale cílem je používat algoritmy a vytvářet věrohodné pohyby z realistických lidských výkonů. To usnadňuje animátorům vytvářet akční sekvence, pohyb postav a další speciální efekty. ve filmech.Motion Capture Rigs:
Zařízení pro snímání pohybu se skládá z mnoha různých druhů počítačů.
Zachycení pohybu pro animaci a VFX
Motion capture je proces zaznamenávání pohybu předmětů nebo osob. Tyto pohyby lze použít pro vizuální efekty ve filmech, počítačové animace nebo jako vstup pro videohry.
Snímání pohybu využívá senzory umístěné na kůži k zaznamenání pohybů osoby a jejich převedení do počítačové animace. Data shromážděná senzory se často používají k animaci digitálních postav ve filmu, televizi, videohrách a dalších médiích.
Zachycení pohybu se používá k záznamu pohybu lidských herců ak aplikaci tohoto pohybu na digitální postavy – známé jako „virtuální herci“ nebo „avataři“. Motion capture nabízí způsob, jak zaznamenat nuancovaný výkon herců, kteří nejsou schopni být fyzicky přítomni u všech záběrů projektu.
Umožňuje také začlenění obrazů zachycených představením do zcela syntetických prostředí – prostředí, která by byla pro natáčení živé akce nevhodná. Termín motion capture (neboli mocap) původně označoval proces, kdy animátoři sledují data zachycená pohybem z živé akce. video reference s cílem začlenit do animované postavy realistický vzhled.
Tato technika byla široce používána v počátcích počítačové animace, ale stala se zastaralou, protože byly vyvinuty vylepšené techniky a byla zahrnuta do vlastní počítačové animace. Dnešní profesionální animace stále používají mocap v širším smyslu.
Poslední myšlenky o zachycení pohybu ve filmové tvorbě
Motion capture (neboli mocap) je proces zaznamenávání pohybu objektů nebo osob. Používá se ve filmové tvorbě, produkci videoher a vědecké vizualizaci.
Motion capture nabízí cenově výhodný způsob záznamu realistického pohybu počítačově generovaných postav, rekvizit a scén pro použití ve filmových a herních speciálních efektech. Na rozdíl od animace pomocí klíčových snímků poskytuje snímání pohybu filmovější vzhled, protože jsou zachyceny fyzické pohyby herce.
Nejdražší a časově nejnáročnější částí tradiční animace je vytváření 3D modelů a jejich detailních textur. S motion capture však může být jeden model použit pro vzhled více postav, a to pouhým zachycením nových dat pro textury každé postavy. .
Samotné modely lze také znovu použít v jiných projektech, protože je není třeba upravovat, pokud chtějí animátoři mírně změnit vzhled předmětu, jako je změna barvy vlasů nebo stylu. To je zvláště užitečné, když společnost potřebuje více podobných tvorů. ale nemá dostatek finančních prostředků ani času na vytvoření jedinečných modelů pro každý z nich.
Kromě toho může mocap umožnit vytvářet počítačem generované postavy, které by byly buď příliš nebezpečné, nebo by bylo nemožné je fyzicky zahrát. Například, kdyby režisér chtěl mimozemskou bytost, která by mohla dýchat oheň.