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运动捕捉系统行业应用报告
      2006-7-6 12:05:00     CGM硬件评测室     

    在中央六套[光影周刊]栏目中前卫的虚拟主持人,是我们利用MotionAnalysis系统进行运动捕捉的结果。在应用层面上,我们处于国内领先水平,但比起美国日本等CG产业发达的国家还相差很多。这种差距不是技术人员素质或系统设备的差异造成的,问题的关键是我们能够实施的项目太少,一句话:经验的积累对我们至关重要。          华龙电影数字制作有限公司艺术总监——冯旭

MotionAnalysis光学运动捕捉系统

I, Robot”(中文译名《机械公敌》)及“Sky Captain and the World of Tomorrow”(中文译名《空军上校和未来世界》)。这两部电影都采用了Motion Analysis的动作捕捉系统。而负责对《指环王》进行改编的特效工作室 WETA Digital在对1993年经典幻想影片《金刚》的重拍工作中也同样采用了MAC(Motion Analysis的公司缩写又为魔神公司)的这套系统。05年1月经美国电影艺术与科学学院主管委员会投票,为奖励研发Motion Analysis动作捕捉系统小组为电影事业做出的贡献,授予Motion Analysis研发人员奥斯卡科技成就奖。
MotionAnalysis进入国内市场较早,1996年上海体育科学研究所已经开始利用这套光学运动捕捉系统来为运动员在赛前指导过程服务。1997年北京电影学院从特新引进了这套设备从而开辟国内三维动画领域运动捕捉的先河,这款产品目前在国内的独家代理是特新科技(上海)。

系统组成
Eagle-4捕捉镜头

这是一款高达400万像素的数字镜头,运用美国Micron公司的MI-MV40传感器,并且在2352×1728像素的条件下可以达到每秒200帧的工作模式。

EagleHub

EagleHub包含了多口的以太网交换机(100兆)和镜头的电源。简单的5类以太结构网线可以完成所有信号在数字镜头与EagleHub之间的传递。

Eagle的实时分析处理软件


Eagle的实时软件包(EvaRT)可以在同一个软件环境下完成系统设置、校准、实时动作捕捉、捕捉数据的编辑和后处理等工作,同时EvaRT支持双监视器工作。

Skeleton Builder skeletons软件

Skeleton Builder skeletons是利用实际marker来计算定位虚拟marker的软件。软件中利用已知的三维空间坐标来创建三维的虚拟marker,快速计算未知marker的空间位置。

技术介绍
    对数字动作捕捉镜头的应用是MAC运动捕捉系统的一个特点,运用数字技术不再会有远程信号降级,而且噪音较少,也无需重新取样。MAC运动捕捉系统的镜头信号可直接通过以太网直连跟踪计算机,信号处理内置于摄像机。对这类传输过程的应用意味着较少的硬件和较低的设备故障率。2004年MAC发布的高分辨率数字摄像机EAGLE4可以在2352 x 1728分辨率的条件下,到达200 fps的刷新频率。在软件方面MotionAnalysis运动分析系统中包含实时再现(SIMM)软件、追踪软件(KinTrack)、系统标定实时跟踪和后期处理软件(EvaRT)。

应用情况
“I, Robot”(中文译名《机械公敌》)及“Sky Captain and the World of Tomorrow”(中文译名《空军上校和未来世界》)。这两部电影都采用了Motion Analysis工作室的动作捕捉系统。而负责对《指环王》进行改编的特效工作室 WETA Digital在对1993年经典幻想影片《金刚》的重拍工作中也同样采用了MAC公司的这套系统。2005年1月经美国电影艺术与科学学院主管委员会投票,为奖励MotionAnalysis动作捕捉研发小组为电影事业做出的贡献,授予其奥斯卡科技成就奖。
    MotionAnalysis系统在国内的用户较多,从影视动画到医疗机构都涵盖其内,主要包括上海电影制片厂数字制作中心,北京电影学院,上海体育科学研究所、北京中影华龙数字制作公司和南京市人民医院等。

应用实例之「神迹」网游

盛大网络动画工作室采用了MAC -Eagle动态捕捉系统(MAC光学运动捕捉系统中的一类)与Alias - Motionbuilder来协助动画制作。MAC系统与Motionbuilder的结合,让Maya中已绑定好、用于手工动画的角色可以直接在Motionbuilder中使用,大大节省了骨骼设定及绑定的时间,更使得运动捕捉的数据可以流畅灵活地运用于CG短片的制作。

利用MotionBuilder 可以大批量高效率制作游戏角色的动作动画片断,通过特有的bvh格式可以一次性生产数十个动作文件,象慢跑、快跑、匍 、跳跃和下蹲等,motion blend工具可以把这些相关动作无缝混合起来,生成一个流畅的长动作。此外,还可以用motion blend来制作无间断的循环动作,例如跑步。

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