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动作捕捉技术:从电影特效走向可穿戴设备与游戏

腾讯科技[微博]王鑫2013年11月05日07:07

[导读]源于70年代就被利用于电影动画特效制作的技术,如今与近年来飞速发展的传感器技术拧成了一股绳。

动作捕捉技术:从电影特效走向可穿戴设备与游戏

腾讯科技 王鑫 11月5日报道

《霍比特人》里凶悍的咕噜姆、《泰迪熊》里充满痞气的毛绒熊、甚至《阿凡达》里的纳美部落公主……电影里那些经典虚拟形象生动的表演总是能打动观众,而它们被赋予生命的背后都源于一项重要的科技技术——动作捕捉。

摄影棚中,几十个高速摄影机捕捉现实演员的动作后,再将这些动作还原并渲染至相应的虚拟形象身上。这个过程的技术运用即动作捕捉,英文表述为Motion Capture。

这个于上世纪70年代就被利用于电影动画特效制作的技术,如今正在被一股新的科技力量所改造。这股力量中起着关键作用的,即近年来飞速发展的传感器技术。

当传感器的尺寸被制作得越来越小、价格越来越低,动作捕捉从原有的光学动捕类别之外,发展出新的门类:惯性动捕。

相比于前者是利用高速摄影机捕捉人身上安装的mark点来反算肢体动作。后者的技术核心,则是利用无线惯性传感器组合辅以数据融合算法来采集人的动作姿态,并利用无线传输呈现在电脑或移动设备上。

虽然前者依旧拥有更成熟的技术和捕捉精准度,但从成本考虑,惯性动捕全套设备的市场售价可以低至光学动捕系统售价的十分之一。

在生产基于传感器的惯性动捕设备领域,北京诺亦腾科技有限公司是该技术研发和设备制造的代表。公司联合创始人、首席技术官戴若犁近日接受了腾讯科技专访,介绍了他们对动作捕捉技术的运用领域,以及该技术在虚拟现实、可穿戴智能设备中的价值。

动作捕捉技术:从电影特效走向可穿戴设备与游戏

动作捕捉:从电影动画走向可穿戴智能设备

“如果是五年前,我们可能都无法想象基于传感器的动作捕捉技术可以被运用到更大规模的领域,比如体育训练和医疗健康。因为传感器的尺寸、精度和成本都达不到要求。”戴若犁在介绍惯性动捕的市场机会时如此总结。

诺亦腾公司英文名为Noitom,名字来源于将英文单词Motion的逆序拼写。在该公司的业务类目中,除了为电影、动漫、游戏等制作公司提供动作捕捉设备,其更重要的是将技术应用到消费者领域级别的产品,比如他们已经生产出来的针对高尔夫球运动者的mySwing产品。

这套北美售价为149美元的、面向高尔夫球手的设备,借助动作捕捉和模式识别算法,通过手机应用向球手显示相应的动作数据,比如他们的挥杆节奏、杆头速度、杆头轨迹和击球时的杆面的角度等。当这些信息传递给球手,再结合相应的教练建议,则能为球手提高技术水准提供直接的帮助。

戴若犁称,公司之所以要在企业级的电影动画制作和消费者级别的市场中同时发展,是因为前者可以刺激公司将产品质量和精度方面打造得更为成熟。后者则意味着公司的技术可以被运用到更大规模的市场和人群。

尤其在目前可穿戴智能设备高速发展的领域,如果能整合动作捕捉、模式识别等算法或添加内嵌该技术算法的芯片,那么市面上的可穿戴设备功能将不仅仅是传统的记步或卡路里消耗计算,而是可以提供更多的动作数据的记录、分析、统计,比如篮球运动员可以了解本场比赛的持球时间、投篮次数、运球次数、奔跑时间甚至命中率等各类数据。

因此,除了即将于年底开始向影视动漫制作或游戏公司售卖动捕设备外,诺亦腾的另一个业务就是向需要利用动捕技术和算法的公司进行技术授权。

据戴若犁介绍,目前已向国外一家做可穿戴设备的大型知名上市公司进行了算法技术授权。国内的一些做传感器模块和做手环手表等智能设备的公司也在和诺亦腾谈相应的技术授权合作。

在体育领域之外,另一个动捕运用的产业则是更大规模的医疗行业。比如国内的一些医疗实验室就在和诺亦腾联合开发用于癫痫病人诊断和康复训练的设备。如果传统的作法是靠医生来目测病人的步态和体征,那么动作捕捉的设备则借助数字化的精密测量方式更客观地进行数据统计和诊断,以此反映病人的治疗效果。

未来,这套结合了动捕技术的传感器和算法如何被更多行业所运用,还需要借助更多细分领域有积累的公司共同参与。

革命性领域:虚拟现实游戏

在戴若犁看来,从更前沿的视角出发,动作捕捉真正能够产生革命性价值的领域将会诞生在虚拟现实游戏。

能让人们沉浸在虚拟现实中的游戏会将玩家带入到一个新的游戏世界中。在那里,没有鼠标键盘,玩家仿佛置身于一个完全由自己动作主宰,并随着相应动作变化而激发出相应游戏效果的虚拟现实场景中。

动作捕捉技术:从电影特效走向可穿戴设备与游戏

利用Oculus rift头戴式显示器玩游戏

在实际的演示中,戴若犁就穿上了一套装有动作捕捉模块的马甲和手套,当他的手进行挥动时,屏幕中的游戏人物也随之挥动手臂并触发了纸箱引爆的效果(附:演示视频)。这和Kinect等设备采用的深度红外摄像头捕捉动作技术不同,利用传感器实现的动作捕捉和头戴式显示设备结合,将能使游戏从客厅或固定场景向更自由的场景延伸,此外,动作上的精度也能产生质的提升。

虚拟现实技术得到大规模运用取决于两个条件,首先是显示,即显示在人们面前的虚拟场景要让人们感觉到真的置身在一个新的场景中。另一个条件就是交互技术,好的交互手段不会让人们感觉到自己还在现实世界当中。比如当自己通过显示设备进入了一个虚拟魔幻世界时,如果此时要操作鼠标或者键盘,那么这种交互方式依旧是在提醒用户自己还在真实世界里。

在当前的行业发展中,显示领域的代表性设备即Oculus Rift。该头戴式显示器将传统的数千美元的设备降至300美元。低价的设备解决了虚拟现实游戏的第一个设备门槛,从而也刺激了更多游戏厂商愿意开发基于该设备的游戏。

据戴若犁介绍,目前众多游戏界领军人物为该设备背书,超过70个游戏可采用该设备进行体验。但是大多数游戏依旧需要玩家利用游戏摇杆或键盘,交互方式未得到改变的场景下,游戏体验仍无法达到质的改变。

当基于传感器的动作技术捕捉能大规模运用于游戏中,那么虚拟现实游戏的交互问题将得到解决。这也是诺亦腾公司关注的领域。

“技术成熟后,我们需要说服更多的游戏公司考虑采用动捕技术,比如动视暴雪、艺电、Zynga,甚至腾讯等。当行业的参与者共同将资金和技术的成本降低,并形成一套统一的标准,那么虚拟现实游戏的发展速度将远远超过大家的想象。可能在一年的时间里,就会产生让大家惊叹的状态。其中端游这个市场将最先受到冲击。”

颠覆性的虚拟现实游戏会遇到什么样的难题?“消耗体力可能是一个障碍。你知道,现在的宅男恨不得只需要动动手指就能操作。那么,对于动捕而言,这些问题都还需要解决。”

[责任编辑:shanyunliu]
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