1. Що це таке?
2. Як це працює?
3. У скільки все це коштує?
4. Які протилежні доводи?
5. Хочете спробувати?

Закрийте очі і поверніться ... поверніться в минуле. Уявіть Джа Джа Бинкс і «Полярний експрес», схильних до ефекту « зловісної долини ». Я знаю, що спогади не з приємних, але нові технології (і захоплення рухів - motion capture або скорочено mocap - в їх числі) можуть бути ... дещо дивними в свої ранні роки. Тепер же забудемо про це і просунемося вперед - за часів, коли технологія стала набирати обертів - від Голлума з «Володаря кілець» до «Аватара» і Халка з «Месників». І про ігри не забудемо: в The Last of Us пророблена найбільш вражаюча робота з mocap-анімацією, а Electronic Arts використовує її ще з Madden NFL 94. Але що ж представляє із себе цей метод і як він працює? Чи здатний motion capture замінити живих акторів або залишити 3D-аніматорів без роботи? Для відповіді на ці питання ми вирушимо на 100 років назад .

Що це таке?

Ви, ймовірно, уявляєте собі motion capture як акторів, що скачуть в обтягує одязі з прикріпленими тенісними кульками. Але що ж все це означає? Простіше кажучи: автори фільму або гри переносять всі рухи тіла (і особи) актора на анімованого персонажа. Участь комп'ютера в процесі за великим рахунком і не потрібно. У 1914 аніматор Макс Фляйшер (Max Fleischer) винайшов «ротоскопію» - метод створення мультфільмів за допомогою покадрового відстеження дій акторів. Першим мультфільмом з ротоскопіей в 1937 стала диснеївська «Білосніжка і сім гномів».

Навіть при тому, що аніматори малюють всі рухи персонажів від руки, вони порівнюють картинку з грою акторів на плівці або навіть дивлячись на себе в дзеркало.

Ручне створення цифрової анімації називається анімацією по ключовим кадрам - при цьому заповнюються відсутні руху між «ключовими» позами персонажа.

Для автоматизації процесу аніматори звернулися до motion capture. Дослідники біокінетики, наприклад, Том Калверт (Tom Calvert) з Університету Саймона Фрейзера, відкрили нові можливості із застосуванням спеціальних костюмів. Одна компанія створила пристрій для захоплення рухів осіб і тіла «Waldo» (на малюнку вище), що використовується для управління аватаром нінтендовского Маріо, спілкується з публікою на виставках. Тим часом, Массачусетський технологічний інститут розробив свою «графічну маріонетку» на основі LED - одну з перших технологій оптичного відстеження рухів. Одним з перших її застосувань став жахливий відеокліп Dozo від фірми-першопрохідника Kleiser-Walczak (на відео нижче).

Спочатку захоплення рухів був виключно студійним процесом і актори працювали в порожній кімнаті, оточеній спеціальними камерами і лампами. «Аватар» явив нам «performance capture» ( «захоплення акторської гри»), при якому спільно працювали кілька акторів і захоплювалися виразу їхніх облич і руху губ. В іграх на зразок LA Noire ступінь реалізму також значно підвищується за рахунок паралельного захоплення рухів особи і всього тіла.

А творці «Володаря кілець» свого часу винесли motion capture за межі студії, що дозволило Енді Серкіс (Andy Serkis) взаємодіяти з іншими акторами в ролі Голлума. У наші дні захоплення рухів (в тому числі і особи) прямо на знімальному майданчику став нормою у виробництві художніх фільмів з оцифрованими персонажами, як це видно нижче на прикладі зйомок картини «Планета мавп: Революція» (так, тут у нас знову Серкіс - він досить популярний).

Як це працює?

Motion capture передає руху актора персонажеві, створеному на комп'ютері. Системи, які для їх відстеження використовують камери (з маркерами або ж без них), умовно називають «оптичними», а заміряють інерцію або механічні рухи - "не оптичними». Як приклад друге можна привести костюм захоплення інерції XSens MVN , В якому працював Сет Роган (Seth Rogan) в ролі інопланетянина Пола. Пізніше з'явилися й інші системи, такі як оптичний отслежіватель пальців Leap Motion і браслет MYO, що розпізнає м'язову активність зап'ястя і всієї руки. Project Tango від Google використовується переважно для побудови віртуальних тривимірних просторів, але завдяки Kinect-подібного рецептора має потенціал і для захоплення рухів.

Оптичні системи заміряють положення позиційних маркерів або відмінних елементів і на підставі отриманих даних створюють приблизну тривимірну модель рухів актора. Активні системи використовують палаючі або мерехтливі лампочки, а пасивні працюють з інертними об'єктами, на зразок білих кульок або просто точок, нанесених фарбою (так часто роблять при захопленні рухів особи). У безмаркерних системах використовуються алгоритми розпізнавання , Які відстежують стан будь-яких відмітних елементів - наприклад, одяг актора або його ніс. Захоплені руху переносяться на віртуальний «скелет» анімованого персонажа такими програмами, як MotionBuilder від Autodesk . Що в результаті? Комп'ютерні персонажі з рухами живих акторів.

Складно передбачити, як живі руху будуть виглядати на віртуальному персонажа, так що нерідко використовується придумана Джеймсом Кемероном (James Cameron) для «Аватара» так звана «віртуальна кінематографія». По суті, вона в реальному часі відображає руху актора на його персонажа - у віртуальному середовищі - так що режисер може відразу спостерігати сиру версію «акторської гри». Такий процес вимагає інтенсивних обчислень, але в наші дні процесори і відеокарти вже досить потужні, щоб впоратися з ними. Наведений нижче ролик від Weta Digital наочно демонструє процес на прикладі фільму «Хоббіт: Пустка Смауга».

У скільки все це коштує?

Все, що пов'язано з 3D-анімацією, дешевим не назвеш, і захоплення рухів не виняток. Але при цьому всі цифрові технології з часом стають дешевшими. Якщо розглядати найпростіші варіанти, то для будинку ми з вами можемо дозволити собі безмаркерную систему відстеження - будь то Kinect або iPi Motion Capture - приблизно за $ 295. На протилежному краю цінового діапазону можна виявити нову студію EA, Capture Lab (на фото нижче), яка покриває 1600 квадратних метрів і оснащену новітнім програмним забезпеченням Vicon Blade і 132 камерами Vicon . Ми не знаємо, скільки саме це варто, але двухкамерная система Vicon разом з однією ліцензією на ПО обходиться в $ 12500 (тримайте в умі, що вам ще знадобиться софт кшталт MotionBuilder для перенесення захоплених даних на персонажа - а це ще плюс $ 4200 за копію для кожного співробітника). Незважаючи на такі цифри, захоплення рухів обходиться приблизно в чверть або в половину витрат, необхідних на анімацію по ключовим кадрам, а результат виходить більш реалістичним.

Які протилежні доводи?

Ставлення до реалістичності? Хех. Багато людей просто ненавидять motion capture. Якщо ви - один з них, то оцифровані персонажі не замінять вам класичний стиль Nintendo або мультфільми з ручною рисуванням старої школи - «Віднесені примарами» або «Looney Tunes». Світила анімації в особі Чака Джонса (Chuck Jones) і Хаяо Міядзакі (Hayao Miyazaki) вкладають свою душу - і безліч годин ручного анімації - в створення персонажів, що запам'ятовуються. Хоча виконання Серкіс і послужило міцною основою для шизофренічності Голлума, персонаж ще довго допрацьовувався аніматорами. Втім, Серкіс забрав всі лаври собі, заявивши, що аніматори просто накладають «цифровий макіяж».

Для продюсерів motion capture може виглядати привабливим способом заощадити. Але захоплені дані не завжди можна відразу ж пускати в хід - в більшості випадків їм треба буде пройти значну (і складну) обробку. До того ж підсумковий результат може не збігатися з початковим поданням продюсера. Анімація близька до натуральної, але все-таки не повністю реалістична, так що є ризик відштовхнути глядача «зловісної долиною».

Але все ж, для технології захоплення рухів знайдеться застосування. Сучасні ігри вимагають просунутої анімації для підвищення ступеня реалізму. Такі персонажі, як Голлум, Дейві Джонс і Смауг уже практично стали класикою, почасти завдяки акторам, які вдихнули в них життя. В цьому і суть захоплення рухів, чи не так? Кращий спосіб створити запам'ятовується комп'ютерного персонажа - запам'ятовується акторська гра талановитих людей.

Хочете спробувати?

Маючи в запасі пару тисяч доларів варто придивитися до iClone Motion LIVE , Який працює з Leap Motion, Faceware і костюмами захоплення рухів Perception Neuron, OptiTrack, Xsens.

Бажаєте спробувати себе в 3D-анімації / motion capture в домашніх умовах? Є маса безкоштовних можливостей! Autodesk пропонує безкоштовно і без обмежень використовувати більшість своїх продуктів протягом 30 днів (студентам - 3 роки) - почати варто з MotionBuilder і Maya або 3DS Max. Також у Autodesk є багато навчальних посібників і рад в розділі Area . Якщо у вас під рукою знайдеться пара камер Sony PS Eye або Kinect, можете побавитися з безкоштовною пробною версією iPi Soft . Якщо ви хочете пропустити процес захоплення і поекспериментувати з уже готовими файлами рухів, у Університету Карнегі-Меллон їх повнісінько тут , А для їх перегляду можна використовувати цю програму . Якщо вас просто зацікавила дана тема, можете пошукати інформацію на сайтах, присвячених цифровим ефектів і ігровий тематиці.