Технологии захвата движения в 3D анимации

Захват движения, или motion capture — специальная технология, применяющаяся сегодня для создания анимации персонажей или различных объектов в мультфильмах, фильмах и компьютерных играх. Использование специальных программ и оборудования позволяет добиться реалистичных движений для любых персонажей, благодаря чему 3d моделирование и анимация героев становится более правдоподобной. 

Анимация мимики персонажей мультфильмов
Мимика персонажей тоже отрисовывается с помощью захвата движений лицевых мышц актера

Как производится захват движения

Первоначально создается трехмерная модель персонажа, которая за счет специального ПО будет повторять все действия за человеком. Можно заказать визуализацию в 3d мах или любой другой программе. На сегодняшний день существует два основных принципа проекции движений реального актера на трехмерную модель:

  • Маркерная система. Для того, чтобы захват движения стал возможен, актер должен быть одет в специальный костюм с закрепленными в ключевых местах датчиками. Эти датчики могут быть следующих видов: оптические (пассивные и активные), механические, гироскопические, магнитные. Если требуется передача действий мимических мышц, на лице актера также закрепляются датчики. От типа датчиков  зависит сопутствующее оборудование, необходимое для передачи показаний, и итоговая стоимость такой анимации.
  • Безмаркерная система. Здесь актеру предоставляется большая (по сравнению с маркерным костюмом) свобода действий, ведь считывание движений происходит с помощью технологии компьютерного зрения, а уже после этого и компьютерный персонаж производит то же самое действие. Однако пока что подобные системы менее распространены, хотя разработки в данном направлении ведутся уже многие годы и есть определенный прогресс.

Что касается масштаба, здесь тоже есть разные варианты — начиная от небольших систем “для дома” и заканчивая сложными системами, охватывающими несколько тысяч квадратных метров и применяемых для съемки сцен фильмов или мультфильмов, в которых задействовано сразу несколько актеров-прототипов. Современные средства даже позволяют проводить съемки с захватом движения не в условиях студии, а непосредственно на выездной съемке.

Используемое оборудование в какой-то мере влияет на стоимость 3d анимации. Со временем технологии постепенно становятся дешевле, однако пока что даже домашние версии нельзя назвать общедоступными, учитывая, что к стоимости оборудования прибавляется необходимость приобретения лицензии на соответствующее ПО.

Особенности работы с технологией захвата движения

Даже при наличии определенного режиссерского воображения предугадать, как именно будет смотреться на трехмерной модели актерская игра, достаточно сложно. Поэтому при съемках используется виртуальная кинематография, впервые предложенная Джеймсом Кэмероном при создании его нашумевшего фильма “Аватар”. Здесь принцип работы заключается в том, что данные сразу же проходят необходимые вычисления, в результате чего на экране видно, как ведет себя трехмерная модель и как выглядят ее движения и мимика.

3d моделирование и анимация персонажа кролика
Персонаж на экране в точности повторяет движения человека в специальном костюме с датчиками

Важно учитывать, что после того, как сцена отснята, и уже есть движения персонажа, это не означает, что полученные кадры сразу же готовы к монтажу. Часто такому видео перед тем, как стать частью готового фильма, требуется цифровая постобработка. Именно таким образом создавался персонаж Голлума в известной трилогии “Властелин колец” — помимо того, чтоб была применена технология capture motion, персонаж дорабатывался другими программными средствами, чтобы стать таким, каким его увидели зрители.