Istniejące aktualnie systemy obliczeniowe budowane dla potrzeb grafiki komputerowej nie są jeszcze w stanie równie szybko i tak tanio jak zawodowy aktor stworzyć efektowne epizody dla ludzi i zwierząt. Dotyczy to zarówno ruchów ciała, jak i ruchów twarzy lub zwierzęcego pyska. Muszą być stosowane kombinowane systemy wykorzystujące przechwytywaną grę aktora (ciała lub twarzy) oraz obiekty graficzne wytworzone przy pomocy profesjonalnych systemów w grafice komputerowej.
Systemy motion capture służą do szybkiego przechwytywania danych o ruchu istot żywych i przekształcaniu ich do postaci 3D. Wykorzystywane są w wielu dziedzinach - od gier 3D, poprzez filmy i rozbudowane strony internetowe, do zastosowań medycznych.
Systemy optyczne pasywne
Znaczną część systemów Motion Capture stanowią metody optyczne pasywne. Aktor, na którego ciele zostały naklejone odblaskowe znaczniki, wykonuje szereg czynności. Kamery emitują światło podczerwone i dokonują rejestracji tego światła odbitego od znaczników, odseparowanego od światła widzialnego za pomocą filtru optycznego. Przykłady systemów optycznych pasywnych to Ariel, Vicon, Peak Performance, Expert Vision.
Przykład studia korzystającego z systemu optycznie pasywnego Vicon można zobaczyć na poniższym filmie.
http://www.youtube.com/watch?v=qq_A-mdBNvM
Systemy optyczne aktywne
W systemach optycznych aktywnych markery stanowią źródło światła. Możliwy jest bezprzewodowy transfer danych, co zwiększa komfort pracy. Aby zidentyfikować marker można stosować jedną z trzech metod:
- zastosowanie przesunięcia fazowego w taki sposób, że w danym momencie tylko jeden marker emituje podczerwień,
- rozpoznanie algorytmiczne, rzadko stosowane ze względu na wysoką złożoność obliczeniową,
- wykorzystanie modulacji amplitudowej sygnału z sensorów, w taki sposób, że natężenie światła zawiera informację o danym markerze.
Przykładami systemów optycznych aktywnych są Selspot, Watsmart oraz Optitrak.
Ciekawy artykuł dotyczący motion capture możesz znaleźć w dziale Do poczytania (Śmiały ruch).
System MoCap w filmie Avatar
Cechy całościowego systemu:
- zbudowany na zamówienie według koncepcji Camerona,
- kamera 3D firmy Fusion,
- nakładanie obrazu wirtualnego na rzeczywisty w trybie rzeczywistym, co implikuje podgląd finalnego obrazu już na planie filmowym i możliwość powtórzenia sceny lub ujęcia,
- kamera wirtualna,
- zaskakująco dużo rzeczy zrobionych w rzeczywstości typu helikoptery, stroje, drzewa, itp.
- przy produkcji pracowało ok. 1000 osób,
- szacuje się koszt filmu $280 – $310 milionów (produkcja) i $150 milionów na promocję.
[FILM AVATAR numer 2]
albo
http://www.youtube.com/watch?v=1wK1Ixr-UmM&feature=related
Więcej filmów dotyczących motion capture znajdziesz w dziale Do obejrzenia.
Systemy MoCap dla ruchu zwierząt
Znacznie trudniejsza sytuacja, jeśli chodzi o MoCap, jest w przypadku zwierząt, które trudno jest zmusić do zachowania się zgodnie z wolą reżysera. Notuje się postęp na tym polu. Istnieją różne strony, z których można pobrać za darmo lub kupić za stosunkowo niewielką kwotę różne modele ruchowe zwierzęcia, np. koń w kłusie, galopie itp. Wydaje się, że dostępne są dwie drogi rozwiązania tego problemu:
- zbudowanie systemów zadaniowego sterowania mózgiem zwierzęcia (np. elektrody). Aktualnie prowadzone są prace tego typu w wielu ośrodkach, np. wojskowych.
- budowanie systemów automatycznej analizy i syntezy układu kostno-mięśniowo-nerwowego, który analizując ruchy danego zwierzęcia w danym środowisku wytworzy jego równoważny model w sensie ruchowym. Wymaga to jednak pogłębienia wiedzy na temat anatomii i ruchu zwierząt oraz potrzebne są przypuszczalnie dużo większe moce obliczeniowe niż te, jakimi aktualnie dysponujemy.
Motion capture dla psa
Już teraz pojawia się potrzeba tworzenia „nowych zwierząt”, np. dla potrzeb rynku filmowego (w filmie Avatar – prolemur, toruk czy wężowilk itp.)
Zobaczmy teraz jakie oprogramowanie jest dostępne na rynku w zakresie dyskutowanych potrzeb nowoczesnej grafiki komputerowej. Jak się wydaje, dominują tu pakiety związane z Softimage: FaceRobot oraz MotionBuilder.
Więcej o tych programach możesz przeczytać w dziale Przykłady narzędzi.
Podsumowanie
Większość systemów przechwytywania ruchu bazuje na markerach, które emitują lub odbijają światło. Dzięki systemom MoCap można stworzyć realistycznie poruszające się postacie ludzi i zwierząt.
