VR動(dòng)捕技術(shù)如何成為VR產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的香餑餑
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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又稱靈境技術(shù),是90年代為科學(xué)界和工程界所關(guān)注的技術(shù)。它的興起,為人機(jī)交互界面的發(fā)展開創(chuàng)了新的研究領(lǐng)域;為智能工程的應(yīng)用提供了新的界面工具;為各類工程的大規(guī)模的數(shù)據(jù)可視化提供了新的描述方法。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于,計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一種人為虛擬的環(huán)境,這種虛擬的環(huán)境是通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形構(gòu)成的三度空間,或是把其它現(xiàn)實(shí)環(huán)境編制到計(jì)算機(jī)中去產(chǎn)生逼真的“虛擬環(huán)境”,從而使得用戶在視覺上產(chǎn)生一種沉浸于虛擬環(huán)境的感覺。這種技術(shù)的應(yīng)用,改進(jìn)了人們利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行多工程數(shù)據(jù)處理的方式,尤其在需要對(duì)大量抽象數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí);同時(shí),它在許多不同領(lǐng)域的應(yīng)用,可以帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
幾年之前諾亦騰還是一家默默無(wú)聞的靠著自掏腰包上梁山的種子資金起家的企業(yè),手握著一些苦心鉆研卻不知道到哪里發(fā)揮用武之地的關(guān)鍵算法,糾結(jié)于自己未來(lái)的方向選擇(比如因此衍生出來(lái)的一個(gè)當(dāng)初的拳頭產(chǎn)品,高爾夫揮桿寶)。
要知道這家公司并非在CG和影視行業(yè)有過(guò)多少年的耕耘,他們當(dāng)初涉足運(yùn)動(dòng)捕捉這個(gè)領(lǐng)域也許也是一種試探性的選擇,這從他們?yōu)榻巧P椭贫ǖ纳燥@“反人類”的局部坐標(biāo)系朝向就可以看出端倪來(lái):
然而,就是這樣一個(gè)默默無(wú)聞地從事著和普通人的生活以及VR產(chǎn)業(yè)看似沒什么關(guān)系的工作的初創(chuàng)公司,卻引爆了全場(chǎng),其國(guó)內(nèi)和國(guó)際的影響力以及發(fā)展前景,恐怕已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)大多數(shù)還在苦心鉆研VR眼鏡和全景內(nèi)容的人們。
那么,什么是運(yùn)動(dòng)捕捉?它又是如何成為整個(gè)VR產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展過(guò)程中的香餑餑呢?
(1)這雙手能夠觸及的地方運(yùn)動(dòng)捕捉(moTIon capture)就是記錄實(shí)際運(yùn)動(dòng)事件中的一系列空間關(guān)鍵點(diǎn),并且將它們合并,得到獨(dú)立的數(shù)學(xué)參數(shù)并最終呈現(xiàn)的過(guò)程。
大體上,它相當(dāng)于是一個(gè)將實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)表演轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)圖像動(dòng)畫的數(shù)字表演的過(guò)程。這些運(yùn)動(dòng)的空間關(guān)鍵點(diǎn)通常應(yīng)該是機(jī)構(gòu)的軸心點(diǎn)或者生物骨骼的連接處,通過(guò)在這些關(guān)鍵點(diǎn)部位放置傳感設(shè)備或者標(biāo)識(shí)物的方式,我們就可以設(shè)法收集到所有用于表達(dá)運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù),然后將結(jié)果數(shù)據(jù)映射到虛擬的三維角色之上。
一個(gè)常見的人體角色關(guān)鍵點(diǎn)分布如下圖所示,當(dāng)然這并不能準(zhǔn)確地體現(xiàn)人身上所有大小關(guān)節(jié)和200多塊骨頭與肌肉的運(yùn)動(dòng)情況,不過(guò)對(duì)于一般的影視和游戲制作需求來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠。
這里的頭部(head),頸部(neck),脊柱(spine)和臀部(hip)屬于人體的中軸線部分,而肩部(shoulder),大臂(arm),小臂(forearm),手部(hand),大腿(upper leg),小腿(leg)和腳部(foot)則是左右對(duì)稱分布的,總共18個(gè)關(guān)鍵位置需要進(jìn)行記錄。更復(fù)雜人體角色骨骼的關(guān)鍵點(diǎn)可能還會(huì)包含左右骨盆,以及更多的脊柱位置,或者進(jìn)一步增加對(duì)手指和腳趾的運(yùn)動(dòng)記錄,不過(guò)通常并不會(huì)有顛覆性的更改。
其他角色的動(dòng)作捕捉原理也是與此類同的,只是通常我們不一定能找到合適的演員來(lái)做現(xiàn)場(chǎng)表演。
那么,如何記錄這些關(guān)鍵位置的運(yùn)動(dòng)信息呢?這恐怕也是諸多運(yùn)動(dòng)捕捉設(shè)備和工程所面臨的一個(gè)核心問(wèn)題。