【元宇宙】全身动作捕捉指南：从设置到精美动画

【元宇宙】全身动作捕捉指南：从设置到精美动画

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网易

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https://m.163.com/dy/article/JIN26JGR0556APK2.html

有没有想过那些游戏角色或电影生物是如何如此逼真地移动的？这就是全身动作捕捉(mocap) 的用武之地，我将在这里指导您完成它。Mocap 是游戏、电影、VR 等中栩栩如生的动画背后的魔力。

全身动作捕捉可捕捉人体动作的每一个细微差别

全身运动捕捉系统主要有光学系统和非光学系统两种类型：

• 光学系统使用多个摄像头来跟踪演员身上的反射标记。它们精度高，非常适合精细的动作。但它们需要受控环境，而且价格昂贵。Vicon、OptiTrack 和 Qualisys 是流行的系统。
• 非光学系统依赖于附在身体上的传感器，如惯性测量单元 (IMU)，例如 Xsens、Rokoko Smartsuit Pro 和 Perception Neuron。它们便携且用途广泛；您几乎可以在任何地方使用它们。但它们可能不如光学系统那么精确。

工作原理如下：

1. 全身动作捕捉从表演者穿上装有标记或传感器的衣服开始，以追踪他们的动作。
2. 环境经过精心准备，摄像机或传感器的位置可实现全面覆盖，系统也经过精确校准。
3. 当表演者表演出所需的动作时，系统会实时记录，通常可以进行实时监控以解决任何问题。
4. 会话结束后，将清理原始数据以消除错误并平滑动作。
5. 最后，将细化的数据映射到数字骨架上，从而为电影、游戏或虚拟模拟中的角色提供逼真的动画。

精炼数据被映射到数字骨架上

动作捕捉听起来可能很技术性，但一旦你掌握了基础知识，它就很简单了。通过了解它的工作原理和所涉及的工具，你将准备好为你的项目创建逼真的动画。

全身动作捕捉指南

本指南将引导您完成整个过程，涵盖从所需的设备到捕获和完善全身运动数据的步骤的所有内容。

所需设备和工具

在开始捕捉动作之前，您需要收集正确的工具并进行设置，以便成功捕捉。以下是您需要的内容：

此表可让您清楚地了解您需要什么以及每个部件如何融入动作捕捉工作流程。根据项目的具体要求和预算调整您的设置！

设置动作捕捉

准备是成功进行动作捕捉的关键。请按照以下步骤确保您的设置顺利且高效：

步骤 1：选择正确的环境

• 空间要求：
• 足够大以使表演者可以自由移动。
• 尽量减少混乱以避免干扰。
• 灯光：
• 光学系统：避免反射面和直射阳光，因为它们会干扰标记跟踪。
• 非光学系统：不需要担心照明，但要确保区域光线充足，确保安全。

良好的设置可以为您省去日后的麻烦。宽敞、干净且可控的环境意味着更少的问题和更好的动作捕捉数据。

全身动作捕捉中的照明

第 2 步：校准设备

• 光学系统：
• 对齐摄像机以最大程度地覆盖捕获区域。
• 使用校准工具同步相机并定义 3D 空间。
• 非光学系统：
• 同步套装上的所有传感器。
• 通过以 T 型姿势站立来执行快速传感器校准。

步骤 3：准备表演者

• 正确佩戴动作捕捉服，以确保标记或传感器在运动过程中保持在位。
• 如果需要，可在特定关节上放置额外的标记或传感器（例如手指、脚趾）。
• 确保表演者感到舒适并且准备好活动。

捕捉全身动作

现在所有设置都已完成，是时候记录动作了：

步骤 1：规划故事板动作

• 定义您想要捕捉的动作，例如走路、跑步或跳跃。
• 将复杂的序列分解为更小的、易于管理的片段。
  在此步骤中，确保表演者理解动作和时间。

第 2 步：录制表演

• 启动捕获软件并确保所有标记或传感器可见。
• 表演者应动作自然流畅，以确保逼真的效果。
• 在软件上实时监控会话以发现任何问题，例如遮挡标记或传感器漂移。

步骤 3：实时排除故障

• 如果标记被阻挡或传感器失去同步，请暂停并重新校准。
• 每次会议后都会进行审查，以确保数据符合您的期望。

处理和提炼数据

捕获动作数据后，下一步是清理数据并准备使用。这是将原始动作转换为完美适合您项目的精美动画的地方。以下是分步操作方法。

步骤 1：传输数据

• 将原始运动数据从捕获系统导出到您的计算机。
• 使用兼容的文件格式（如 BVH、FBX 或 C3D），确保与动画软件无缝集成。

第 2 步：清理数据

• 修复噪音：消除由标记遮挡或传感器漂移引起的抖动或不准确的动作。
• 填补空白：使用插值来修复运动数据中的空白。
• 平滑过渡：调整曲线和过渡以实现流畅的运动。

步骤 3：绑定和重新定位

• 将运动数据应用到数字骨架（装备）。
• 重新定位动作以适应 3D 角色的比例。例如，演员的数据可能需要调整以适应更高或更矮的角色。

步骤 4：添加增强功能

• 如果需要的话，可以分层添加手部或面部动画等细节。
• 将动作捕捉与关键帧动画相结合，以添加风格化元素。

步骤 5：导出最终数据

• 将清理并装配好的动画导出为您想要的格式。
• 将数据导入您的游戏引擎、动画软件或 VFX 管道。

导出最终数据

这就是奇迹发生的地方！清理、改进和完善您的动作捕捉数据可确保其看起来专业且完美适合您的项目。在这里多花一点功夫就能让您的动画看起来很棒！

全身动作捕捉的优点和局限性

全身动作捕捉是制作逼真动画的绝佳工具，但就像其他东西一样，它也有其优缺点。下面简要介绍一下，以帮助您确定它是否适合您的项目。

优点

• 真实感：捕捉自然的动作，包括微妙的细节，以获得栩栩如生的动画。
• 效率：加快动画工作流程，特别是对于复杂的动作。
• 一致性：提供平滑、连续的运动数据。
• 多功能性：用于电影、游戏、VR和研究。
• 集成：兼容3D软件和游戏引擎。

限制

• 成本：高端系统可能很昂贵。
• 设置复杂性：需要精确校准和受控环境。
• 标记遮挡：光学系统中的标记可能被遮挡，从而导致数据间隙。
• 传感器漂移：非光学系统可能会随着时间的推移而失去准确性，需要重新校准。
• 创造力有限：捕捉到的动作可能缺乏风格化，需要手动调整。
• 环境依赖性：对照明、反射面或磁干扰敏感。
• 表演者依赖性：表演质量取决于演员的技能。

全身动作捕捉是一款非常酷的工具，可以将你的动画提升到一个新的水平。但它并不总是适合每个项目。想想你需要什么：

如果您追求超逼真的动作并希望节省时间，动作捕捉将改变游戏规则。只需记住成本、设置麻烦以及实现它所需的正确环境即可。

另一方面，如果您的项目更具风格或卡通风格，您可能希望将动作捕捉与手动动画相结合，以获得两全其美的效果。如果您是新手，请从小处着手。先尝试一个简单的设置，以掌握窍门，然后再深入到大型复杂场景中。

如果你追求超逼真的动作并想节省时间，全身动作捕捉是合适的选择

全身动作捕捉的专家建议

如果您希望动作捕捉过程顺利进行，并且结果看起来很棒，这些技巧非常适合您！无论您是刚入门还是已经对动作捕捉了如指掌，这些见解都将帮助您避免麻烦并提高水平。

• 像专业人士一样做好准备：选择一个宽敞、干净、没有杂物或干扰的空间。排练动作并确保所有标记或传感器都准备就绪。规划可以节省大量时间！
• 确定校准：始终从 T 姿势开始，并经常重新校准以确保一切准确。
• 捕捉过程中保持警惕：观看实时反馈以发现问题，并在捕捉过程中获取参考视频。流畅的动作 = 更好的数据。
• 清理：使用软件工具减少噪音并修复间隙。确保骨架符合演员的比例。
• 更智能地排除故障：调整摄像机角度或添加遮挡问题标记，并在传感器出现故障时重新校准。
• 进入新级别：将动作捕捉与关键帧动画相结合，尝试实时设置，并随时了解新工具的更新。

就是这样！全身动作捕捉是一种很酷的方式，可以将现实生活中的动作变成令人惊叹的逼真动画。我已经向您介绍了设备、设置、捕捉过程以及如何清理数据，现在轮到您开始深入了解了。

无论您是在开发游戏、电影还是 VR 内容，动作捕捉都能为您提供工具，让您以前所未有的方式让角色栩栩如生。如果一开始感觉棘手，请不要担心，因为通过练习，您会掌握窍门的。所以，让我们一起创造一些魔法吧。您的角色正在等着您！