Dues repeticions d'una sequencia caminant rodada utilitzant el sistema de captura de moviments. Les dades estan presentades i analitzades a
Simultaneous inference for misaligned multivariate functional data
.
[1]
Captura de moviments en proces
En
animacio
, la
captura de moviments
(tambe coneguda pels seus noms en angles
motion capture
o simplement
mocap
) es una tecnica per a emmagatzemar els moviments digitalment. Es basa en les tecniques de fotogrametria. Es utilitzat principalment en la
industria
de l'entreteniment,
esports
, o amb finalitats
mediques
. En el context de
la produccio d'una pel·licula
, es refereix a la tecnica d'emmagatzemar les accions d'actors humans, i utilitzar la informacio per animar models digitals de personatges en
animacio 3D
.
A les sessions de captura de moviments, els moviments d'un o mes actors son mostrats moltes vegades per segon. Mentre que tecniques anteriors utilitzaven imatges des de multiples cameres per calcular les posicions 3D,
[2]
l'objectiu de la captura de moviments es el d'enregistrar nomes els moviments de l'actor, i no la seva aparenca fisica.
Aquest proces contrasta amb la tecnica anterior de la
rotoscopia
, com es pot veure a
El senyor dels anells
(1978) i
American Pop
(1981) de
Ralph Bakshi
. El metode funciona tracant sobre un actor, capturant els seus moviments. L'actor es filmat realitzant una accio i despres la pel·licula gravada es projecta a una taula d'animacio fotograma per fotograma. Els animadors tracen les imatges en cel·les d'animacio, capturant el contorn i els moviments fotograma per fotograma, i despres omplen els contorns tracats amb el personatge animat. Les cel·les d'animacio completades son fotografiades fotograma per fotograma, coincidint exactament amb els moviments i les accions de les imatges originals. El resultat final es que el personatge animat replica exactament els moviments de l'actor. No obstant aixo, aquesta tecnica requereix una quantitat considerable de temps i esforc.
Els moviments de camera tambe poden ser capturats de manera que una camera virtual a l'escena es desplaci, inclini o roti al voltant de l'escenari conduida per un operador de camera mentre l'actor es mou. A la vegada, el sistema de captura de moviments pot capturar la camera i l'atrezzo, aixi com tambe l'actuacio de l'actor. Aixo permet que els personatges, les imatges i els espais generats per ordinador tinguin la mateixa perspectiva que les imatges de video de la camera. Un ordinador processa les dades i mostra els moviments de l'actor, proporcionant les posicions de camera desitjades i tenint en compte els objectes del set.
Actualment, la captura de moviments es una tecnica emprada al cinema i als videojocs per arribar el mes possible a la mateixa realitat.
Aplicacions de la tecnica
[
modifica
]
Marcadors facials per a la captura de moviments.
En el context de la produccio d'una
pel·licula
, es refereix a la tecnica d'emmagatzemar les accions d'actors humans, i utilitzar aquesta informacio per animar models digitals de personatges en animacio
3D
. Es pot utilitzar tant per capturar el moviment corporal d'un actor com per capturar les seves expressions facials.
- La pel·licula d'animacio
Sinbad: Beyond the Veil of Mists
(2002) va ser la primera en utilitzar aquesta tecnica, tot i que va tenir molt poca distribucio.
- Star Wars: Episodi I - L'Amenaca Fantasma
(1999) va ser el primer llargmetratge en incloure un personatge principal creat amb la tecnica de la captura de moviments (
Jar Jar Binks
, interpretat per
Ahmed Best
).
- La captura de moviments va destacar gracies a
Weta Digital
, una empresa d'
efectes especials
que destaca pel domini d'aquesta tecnica. La va emprar, per exemple, amb els personatges de
Gol·lum
(
Andy Serkis
)
[3]
(trilogia
El Senyor dels Anells
, 2001-2003);
King Kong
(
Andy Serkis
) (
King Kong
, 2005) i el
capita Haddock
a
Les aventures de Tintin: El secret de l'Unicorn
(2011).
- Durant el rodatge del film
Avatar
(2009), totes les escenes que requerien del proces van ser dirigides a temps real utilitzant el software
Autodesk MotionBuilder
, per aixi renderitzar una imatge a la pantalla que permetes al director i a l'actor percebre com es veuria a la pel·licula, fent aixi mes senzilla la direccio de la cinta.
- L'actor
Mark Ruffalo
ha utilitzat la vestimenta de captura de moviments per donar vida al personatge de
Hulk
a
The Avengers
(2012), i a les seves respectives sequeles.
- Entre altres produccions i personatges diversos.
- Animacions com
The Polar Express
(2004),
Monster House
(2006),
A Christmas Carol (pel·licula de 2009)
(2009),
Mars Needs Moms
(2011) son clars exemples de pel·licules que han utilitzat aquesta tecnica d'animacio.
Principalment, la captura de moviments va ser instal·lada als videojocs per a millorar el realisme i la dinamica dels mateixos. Per a realitzar les captures, moltes vegades les companyies s'associen amb marques de modelatge 3D com
Naturalmotion
,
Autodesk
, entre d'altres.
- Els videojocs d'
EA Sports
, FIFA 15 i
FIFA 16
, van utilitzar la captura de moviments amb diversos jugadors per a posar en el joc els moviments que els jugadors fan a la vida real.
- Els videojocs de
Rockstar Games
,
Grand Theft Auto IV
i
Red Dead Redemption
, van ser els primers de la
companyia
en posseir animacions per mitja de la captura de moviments; van utilitzar als actors que doblaven les veus dels personatges per a donar-los un toc mes acord a la seva aparenca.
Metodologia de la captura
[
modifica
]
Seguiment de siluetes.
Per dur a terme la captura es necessiten uns vestits especials pels actors. Aquests son llisos i de colors foscos, recoberts amb Velcro per poder-hi afegir els sensors. Per un correcte enregistrament dels moviments del cos (bracos inclosos) son necessaris almenys 30 sensors.
Els sensors son col·locats sobre les articulacions i les principals masses del cos, com el cap, malucs i pit.
En tots els metodes de captura, excepte amb els sensors inercials, es requereix un muntatge molt especific de les diferents cameres, de manera que eliminin el maxim de punts cecs que es puguin produir durant el desenvolupament de l'accio. Per norma general, podem dir que com mes cameres col·loquem, millors dades de posicio podrem aconseguir.
Trobem tres metodes que es distingeixen segons els sensors usats en l'enregistrament del moviment. Tambe hi ha un quart metode que no requereix sensors.
Optic-passiu
[
modifica
]
Aquesta tecnica utilitza sensors
retroreflectants
que son seguits per cameres infraroges. Es pot ajustar el llindar de la camera de manera que nomes es mostrin els marcadors reflectants brillants, ignorant la pell i la tela.
El centre del marcador s'estima que es una posicio dins de la imatge bidimensional que es capta. El valor en escala de grisos de cada pixel es pot utilitzar per proporcionar precisio de subpixels en trobar el centreide del
Gauss
.
Un objecte amb marcadors connectats a posicions conegudes s'utilitza per calibrar les
cameres
i obtenir-ne les posicions, i es mesura la distorsio de l'
objectiu
de cada camera. Si dues cameres calibrades veuen un marcador, es pot obtenir una correccio tridimensional. Normalment, un sistema optic-passiu constara d'unes 2 a 48 cameres. Existeixen sistemes de mes de tres-centes cameres per intentar reduir l'intercanvi de marcadors. Es necessiten cameres addicionals per a una cobertura completa al voltant del subjecte de captura i de diversos subjectes.
Es el metode mes utilitzat en la
industria
.
Aquesta tecnica utilitza sensors
LED
connectats amb cables al vestit de captura de moviment.
Els sistemes optics actius triangulen posicions il·luminant un LED a la vegada molt rapidament o diversos LED amb programari per identificar-los per les seves posicions relatives, una mica semblants a la
navegacio celeste
. En lloc de reflectir la llum que es genera externament, els marcadors estan alimentats per emetre la seva propia llum. Com que la llei del quadrat invers proporciona una quarta part de la potencia a dues vegades la distancia, aixo pot augmentar les distancies i el volum per a la captura.
Tambe hi ha possibilitats de trobar la posicio mitjancant marcadors LED de colors. En aquests sistemes, cada color s'assigna a un punt especific del cos.
El seu major inconvenient es que l'actor tambe ha de traginar bateries per als sensors.
Sensors inercials
[
modifica
]
Un metode que nomes necessita cameres com a eina de localitzacio, ja que aquest tipus de sensors transmeten directament la informacio a l'ordinador. Tambe son utilitzats per esportistes per l'analisi en carrera dels seus moviments amb la maxima precisio. Son molt mes facils de col·locar que els optics, i mes practics.
Metode per video o sense sensors
[
modifica
]
Aquesta tecnica no necessita sensors ni vestits, fet que estalvia molt temps, i unicament confia en el software pel rastreig dels moviments de l'actor. Per aconseguir la captura s'utilitzen algoritmes molt avencats, sobretot en el moment de capturar moviment a temps real. El fet de prescindir de sensors fan que sigui el metode mes imprecis. Pot ser un metode de baix cost, ja que es facilment enregistrable amb cameres
Kinect
, les usades per
Microsoft
en videojocs, tant a
XBOX
com a
Windows
. Aquestes son relativament barates, i fan el metode mes accessible a tothom.
Estudis de captura de moviment:
- http://www.metricminds.com/
(Frankfurt)
- http://www.audiomotion.com/
(Oxford)
La captura de moviments ofereix una serie d'avantatges sobre l'
animacio per ordinador
tradicional d'un model 3D:
- Es poden obtenir resultats amb una latencia baixa, propera a la del temps real. En aplicacions d'entreteniment, aixo pot reduir els costos de l'
animacio
basada en fotogrames clau.
[4]
- La quantitat de treball no varia amb la complexitat o la durada del rendiment en el mateix grau que quan s'utilitzen tecniques tradicionals. Aixo permet fer moltes proves amb diferents estils, donant una personalitat diferent nomes limitada pel talent de l'actor.
- El moviment complex i les interaccions fisiques realistes, com ara moviments secundaris, pes i intercanvi de forces, es poden recrear acuradament de manera fisica.
[5]
- La quantitat de dades d'animacio que es poden produir en un temps determinat es extremadament major en comparacio amb les tecniques d'animacio tradicionals. Aixo contribueix tant a la rendibilitat, com a tambe complir els terminis de produccio.
[6]
- La captura de moviments te potencial de programari lliure i solucions de tercers que permeten reduir els costos.
Inconvenients
[
modifica
]
- Es requereix maquinari especific i programes especials per obtenir i processar les dades.
- El cost del programari, de l'equip i del personal necessari pot limitar a les produccions petites.
- Quan es produeixen problemes, es mes facil rodar l'escena en lloc d'intentar manipular les dades. Nomes uns quants sistemes permeten visualitzar les dades en temps real per decidir si s'ha de refer la presa.
- No es pot capturar un moviment que no compleixi les lleis de la fisica.
- Si el model d'ordinador te proporcions diferents del subjecte de captura, es poden produir artefactes. Per exemple, si un personatge de dibuixos animats te mans de grans dimensions, aquestes poden creuar el cos del personatge si l'interpret huma no te cura amb el seu moviment fisic.
- ↑
Olsen
, Niels Lundtorp;
Markussen
, Bo;
Raket
, Lars Lau ≪
Simultaneous inference for misaligned multivariate functional data
≫.
Journal of the Royal Statistical Society: Series C (Applied Statistics)
, 67, 5, 26-03-2018, pag. 1147?1176.
DOI
:
10.1111/rssc.12276
.
ISSN
:
0035-9254
.
- ↑
Cheung
, G.K.M.;
Kanade
, T.;
Bouguet
, J.-Y.;
Holler
, M. ≪
A real time system for robust 3D voxel reconstruction of human motions
≫.
Computer Vision and Pattern Recognition
. IEEE Comput. Soc.
DOI
:
10.1109/cvpr.2000.854944
.
- ↑
Child
, Ben. ≪
Andy Serkis: why won't Oscars go ape over motion-capture acting? Star of Rise of the Planet of the Apes says performance capture is misunderstood and its actors deserve more respect
≫ (en angles). The Guardian, 12-08-2011. [Consulta: 17 novembre 2020].
- ↑
Xsens
. ≪
MVN Animate
≫ (en angles). [Consulta: 17 novembre 2020].
- ↑
≪The Next Generation 1996 Lexicon A to Z: Motion Capture≫.
Next Generation
, Marc 1996, pag. 37.
- ↑
≪Motion Capture≫.
Next Generation
, Octubre 1995, pag. 50.