Motion Capture используется для персонажной анимации, создания реалистичных движений и даже воссоздания физических взаимодействий с окружающей средой. Подробно рассмотрим, что такое motion capture, как работает эта технология, где и как она используется, и можно ли попробовать ее самостоятельно.
Motion Capture (моушен кепчер) — это технология захвата движения, которая используется для того, чтобы записывать реальные движения объекта или человека и переводить их в цифровой формат. Она популярна в индустрии CG (Computer Graphics), но её также используют в медицине и научных исследованиях.
Моушен кепчер позволяет записывать и воспроизводить реальные движения объекта или человека, превращая их в анимацию. Это позволяет ускорить создание анимаций для игр и фильмов.
Этот метод используется для персонажной анимации, создания реалистичных движений и даже воссоздания физических взаимодействий с окружающей средой. Мы подробно рассмотрим, что такое motion capture, как работает эта технология, где и как она используется, и можно ли попробовать ее самостоятельно.
Данные, полученные с помощью различных систем, обрабатываются программным обеспечением, которое позволяет использовать их для анимации персонажей и объектов.
Технология позволяет аниматорам точно копировать движения актера или другого объекта и переносить эти движения в цифровую среду.
Процесс анимации становится более быстрым и качественным, обеспечивая невероятную детализацию и реалистичность движений. Моргание, выражение лиц и точность жестов можно передать с помощью технологии motion capture.
Она работает на основе различных принципов. Чаще всего в качестве основного инструмента для захвата движений используют камеры, датчики, маркеры для фиксации движений с высокой точностью.
Процесс захвата движения можно разделить на несколько этапов:
Motion capture позволяет создавать не только реалистичную анимацию движений, но и такую, где персонажи могут выполнять фантастические действия, такие как полеты, сражения, трюки или прыжки на огромные расстояния, что сложно и трудозатратно без использования технологии.
Существует несколько типов, каждый из которых подходит для определенных целей и имеет свои особенности. Могут использоваться различные подходы к захвату данных:
| Тип системы | Применение | Преимущества | Недостатки |
| Оптическая система | Видеоигры, фильмы, анимация | Высокая точность и реалистичность движения | Требует много камер и дорогостоящего оборудования |
| Инерционная система | Спортивные тренировки, VR/AR | Компактность и подходит для ограниченных пространств | Меньшая точность по сравнению с оптической системой |
| Механическая система | Виртуальные тренажеры, индустрия | Высокая точность и стабильность | Ограниченная свобода движений |
| Гибридные системы | Мультимедийные проекты, игры | Совмещение лучших характеристик других систем | Высокая стоимость |
| Системы с датчиком глубины | Видеоигры, интерактивные системы | Позволяют фиксировать движения в 3D-пространстве | Ограничения по точности и сложности установки |
Каждый тип системы обладает уникальными особенностями, которые могут быть применимы в различных областях, от создания видеоигр до кино и медицинских исследований.
Motion capture используется для того, чтобы персонажи и объекты двигались максимально реалистично, имитируя движения реальных людей или объектов. Это особенно важно там, где персонажи взаимодействуют с окружающей средой и другими героями. Технология позволяет создавать плавные анимации, включая бег, прыжки, драки, танцы и другие динамичные действия. А также без неё сложно представить кинематографические кат-сцены.
Использование приема помогает улучшить визуальное качество анимаций, обеспечивая высокую точность движений и синхронизацию действий с окружающей средой. В жанре экшн или спортивных симуляторах такие детали, как положение тела или направление взгляда, могут иметь огромное значение для игрового процесса. Захват движений актёров позволяет создавать более реалистичную физику взаимодействий, а также обеспечивает полное погружение.
Примеры использования технологии:
В кино технология активно используется для создания цифровых персонажей и спецэффектов. Технология позволяет анимировать персонажей, которые физически невозможны или трудно воспроизводимы в реальной жизни. Вспомним таких культовых героев, как Голлум из «Властелина колец».
Применение этой технологии в кино дает режиссерам и аниматорам возможность создавать даже самые сложные сцены, такие как акробатические трюки или экстремальные движения, не прибегая к дублерам. Это также позволяет создавать реалистичную интеракцию между реальными актерами и цифровыми персонажами.
Основные способы применения в кино:
В мультфильмах технология позволяет значительно ускорить процесс создания анимации и сделать движения персонажей более органичными и живыми. Особенно это актуально для тех мультфильмов, где персонажи должны выполнять сложные движения, такие как танцы, трюки или другие динамичные действия.
Для тех, кто интересуется этой технологией, но не имеет доступа к профессиональному оборудованию, существуют несколько способов попробовать моушен капчер в домашних условиях. Например, можно использовать смартфоны, камеры и программы, предназначенные для захвата движений. Хотя качество будет значительно ниже, чем у профессиональных студий (что можно исправить при желании), такие эксперименты помогут понять принцип работы технологии и дадут возможность создать свои собственные анимации для ваших проектов.
В документации вы можете подобрать более подходящие программы.
| iOS App | Windows Application |
| Camo (recommended) | Camo Studio |
| iVCam | iVCam |
| Epoccam | Elgato Camera Hub |
Вы можете подобрать оптимальную сборку под ваше оборудование:
| Android app | Windows application | Mac/OSX application |
| Camo (recommended) | Camo Studio | Camo Studio |
| iVCam | iVCam | — |
| DroidCam | DroidCam Client | — |
| Iriun 4K Webcam | Webcam for Windows | Webcam for Mac |
1. Настраиваем софт, подключаем камеры
Устанавливаем Camo и iVCam на компьютер и телефоны (на один телефон Camo на другой iVCam).
Подключаем камеры и смотрим, чтобы все работало и изображение передавалось.
2. Выставляем камеры
Нужно выставить их таким образом, чтобы между двумя камерами образовывался угол в 90 градусов. Это описано в их документации.
3. Входим в rokoko
На сайте https://www.rokoko.com/products/vision можно зарегистрироваться или зайти через Gmail аккаунт:
Активируем пробный период и жмем на Create your First Animation:
Жмем на Start Recording:
Отсюда качаем нужные нам для калибровки камер файлы (после это нужно распечатать в формате A4 и лучше закрепить на чем-то жестком, чтобы было легче было откалибровать) далее жмем Next:
Разрешаем использование камер:
Далее ранее настроенные камеры должны подключиться к сервису, это может не сработать, если камеры используются в других приложениях, тогда нужно отключить сторонние приложения.
В дальнейшем происходит калибровка по внутренней инструкции сервиса.
4. Калибруем софт от Rokoko
Изображения, которое нужно распечатать и разместить на жесткой основе (чтобы избежать проблем с калибровкой), после чего откалибровать камеры, следуя за инструкциями на сайте:
В выделенную область на вашем экране, которая отвечает за часть изображения с камеры нужно показать распечатанный ранее лист A4.
Изображение для калибровки пола:
Далее происходит калибровка пола, чтобы определить оси трехмерного пространства:
Конкретные изображения лучше качать с их сайта, здесь они для примера.
5. Надеваем контрастную одежду
Одежда должна быть четко видна на фоне стены у которой будет проходить запись. Если она будет сливаться с фоном, то записать не получится.
6. Записываем анимацию
Теперь нужно начать запись и в рамках допустимой области вам нужно выполнить базовые действия.
Можно делать, то что вам кажется интересным, главное не выходить из рабочей области двух камер:
Далее называем вашу анимацию и качаем файл в формате .fbx:
Его можно импортировать во все основные программы для анимации:
Также такую анимацию можно сразу использовать в Unreal Engine, если вы работаете с ним.
7. Доработка анимации и исправление ошибок
Так как мы обошлись минимумом оборудования, анимации может потребоваться доработка, что можно вручную отредактировать в удобной для вас программе.
Лицевая анимация с помощью Rokoko:
Metahuman
