VR運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)在MAYA動(dòng)畫(huà)制作中的應(yīng)用研究

1、    vr運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)在maya動(dòng)畫(huà)制作中的應(yīng)用研究    舒洋 舒清海摘 要：隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也得以發(fā)展，三維動(dòng)畫(huà)作為一種視覺(jué)沖擊力強(qiáng)、效果逼真的動(dòng)畫(huà)類型在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)領(lǐng)域中越來(lái)越受到重視。autodesk旗下的著名三維軟件maya作為最為常用的三維動(dòng)畫(huà)制作軟件，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，軟件界面簡(jiǎn)潔，操作簡(jiǎn)單，是三維動(dòng)畫(huà)制作的首選工具。本文分析了使用maya軟件制作三維動(dòng)畫(huà)的制作流程探討了vr運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。關(guān)鍵詞：三維動(dòng)畫(huà);運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù);vr1 vr運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)簡(jiǎn)述三維運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)涉及尺寸測(cè)量、物理空間里物體的定位及方位測(cè)定等方面，可以由計(jì)

2、算機(jī)直接理解處理的數(shù)據(jù)。目前動(dòng)作捕捉系統(tǒng)有慣性式和光學(xué)式兩大主流技術(shù)路線，而光學(xué)式又分為標(biāo)定和非標(biāo)定兩種。那么我們可以將動(dòng)作捕捉系統(tǒng)分為以下三大主類：基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)（光學(xué)式非標(biāo)定）、基于馬克點(diǎn)的光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)（光學(xué)式標(biāo)定）和基于慣性傳感器的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)（慣性式）。其中光學(xué)式動(dòng)作捕捉通過(guò)對(duì)目標(biāo)上特定光點(diǎn)的監(jiān)視和跟蹤來(lái)完成運(yùn)動(dòng)捕捉的任務(wù)，由于其采樣速率高、表演者活動(dòng)范圍大、無(wú)電纜和機(jī)械裝置的限制等優(yōu)點(diǎn)而最為常見(jiàn)。2 maya動(dòng)畫(huà)的制作隨著圖形圖像的發(fā)展，動(dòng)畫(huà)行業(yè)逐漸形成了規(guī)模。maya動(dòng)畫(huà)制作流程通常是：建模材質(zhì)貼圖創(chuàng)建骨骼綁定權(quán)重調(diào)節(jié)動(dòng)作設(shè)置渲出動(dòng)畫(huà)。maya動(dòng)畫(huà)的制作主要是動(dòng)畫(huà)

3、制作人員在計(jì)算機(jī)虛擬世界中建立動(dòng)畫(huà)角色、場(chǎng)景以及運(yùn)動(dòng)，然后為角色和場(chǎng)景添加材質(zhì)和燈光，同時(shí)再借助于虛擬攝像機(jī)來(lái)記錄運(yùn)動(dòng)的鏡頭，最后計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)算，輸出動(dòng)畫(huà)畫(huà)面。專業(yè)三維動(dòng)畫(huà)的制作流程分為三個(gè)大的層面，它們分別是制作前期、中期和后期。前期屬于動(dòng)畫(huà)的劇本、原畫(huà)、分鏡頭部分，它與傳統(tǒng)的二維動(dòng)畫(huà)沒(méi)有明顯的差異，中期主要是利用計(jì)算機(jī)完成虛擬世界的建立，動(dòng)畫(huà)的制作，后期主要是添加以及整合相關(guān)元素，完善動(dòng)畫(huà)效果。3 vr運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)分析3.1 運(yùn)動(dòng)的捕捉動(dòng)作捕捉系統(tǒng)通常由硬件和軟件兩大部分構(gòu)成。硬件一般包含信號(hào)發(fā)射與接收傳感器、信號(hào)傳輸設(shè)備以及數(shù)據(jù)處理設(shè)備等;軟件一般包含系統(tǒng)設(shè)置、空間定位定標(biāo)、運(yùn)動(dòng)捕捉

4、以及數(shù)據(jù)處理等功能模塊?？臻g物體表面某點(diǎn)的三維幾何位置與其在圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的相互關(guān)系是由攝像機(jī)成像的幾何模型決定的。3.2 vr運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)早期三維動(dòng)畫(huà)制作主要是依賴于動(dòng)畫(huà)師的逐幀調(diào)節(jié)，這樣做不僅效率低下，更關(guān)鍵的是手動(dòng)調(diào)節(jié)出來(lái)的動(dòng)畫(huà)運(yùn)動(dòng)效果不真實(shí)。運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)的出現(xiàn)改變了這種狀況，以運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)為基礎(chǔ)創(chuàng)造出了許多生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)角色，例如3d電影阿凡達(dá)中勇敢剛毅的混血生物阿凡達(dá)、指環(huán)王中怪模怪樣的咕嚕和金剛中威猛高大的金剛以及兇殘可怕的恐龍.這些角色栩栩如生的肢體動(dòng)作和形象豐滿的面部表情正是通過(guò)捕捉真實(shí)世界的動(dòng)作和表情來(lái)達(dá)到的。（1）縮短制作的周期。運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)的使用基本將傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)調(diào)節(jié)的時(shí)

5、間縮短至1/6。節(jié)省的大量時(shí)間和精力可以放在動(dòng)畫(huà)的劇本、創(chuàng)意等藝術(shù)創(chuàng)作上，對(duì)于三維動(dòng)畫(huà)制作團(tuán)隊(duì)來(lái)講，采取運(yùn)動(dòng)捕捉無(wú)疑是明智之舉。（2）積累大量的數(shù)據(jù)。運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)被記錄下來(lái)以后，可以將這些數(shù)據(jù)運(yùn)用到任何虛擬角色身上。如果記錄了大量的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，那么就相當(dāng)于建立一個(gè)大的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)一樣。動(dòng)畫(huà)師可以將這些數(shù)據(jù)重新進(jìn)行組合、編輯，從而創(chuàng)造出更多的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。4 運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)具體應(yīng)用和發(fā)展使用vr運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)，能在較少資金較短時(shí)間內(nèi)快速制作出大量真實(shí)風(fēng)格的動(dòng)畫(huà)。并在動(dòng)作的真實(shí)性、節(jié)約資金、縮短制作周期等方面均優(yōu)于手調(diào)動(dòng)畫(huà)。北京電影學(xué)院、中國(guó)傳媒大學(xué)、深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院等眾多院校早就配備了運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)，同時(shí)也已

6、經(jīng)將運(yùn)動(dòng)捕捉的數(shù)據(jù)廣泛地運(yùn)用在三維動(dòng)畫(huà)制作、多媒體制作、游戲模擬、影視后期制作等多個(gè)方面的教學(xué)領(lǐng)域。與此同時(shí)，運(yùn)動(dòng)捕捉的技術(shù)也在不斷地發(fā)展，例如如何降低運(yùn)動(dòng)捕捉成本、如何使捕捉系統(tǒng)更加方便、如何使得運(yùn)動(dòng)捕捉走向視頻化等等。運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)從誕生之初就是運(yùn)用在動(dòng)畫(huà)的制作方面，因此三維運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)目前主要的應(yīng)用就是影視動(dòng)畫(huà)、游戲、多媒體等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和創(chuàng)作。國(guó)外應(yīng)用運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)制作出了很多令人震撼的大片，我國(guó)也應(yīng)用該技術(shù)完成了具有中華武術(shù)精髓神韻的三維動(dòng)畫(huà)片秦時(shí)明月。5 結(jié)語(yǔ)隨著三維制作技術(shù)的發(fā)展，對(duì)運(yùn)動(dòng)捕捉的需要也會(huì)越來(lái)越高。運(yùn)動(dòng)捕捉是一個(gè)較為復(fù)雜的機(jī)計(jì)算機(jī)視覺(jué)的技術(shù)，對(duì)于系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性以及實(shí)用性還需要進(jìn)一步的完善。在三維動(dòng)畫(huà)的制作的過(guò)程中，動(dòng)作的制作是非常耗時(shí)耗力耗資的工作。動(dòng)捕捉系統(tǒng)最大的特性就是高效率，可以將傳統(tǒng)制作動(dòng)畫(huà)的效率提高百倍。參考文獻(xiàn)：1 孫新領(lǐng)，李揚(yáng)波，馬紹惠.光學(xué)式運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)在人體動(dòng)畫(huà)中的應(yīng)用研究j.河南機(jī)電高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2013（3）：17-19.2 葉欣.三維運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)應(yīng)用研究j.電子技術(shù)與軟件工程，2016（7）：87.3 鄒虹，李瑩，歐劍，等.基于動(dòng)作捕捉技術(shù)的孔廟祀典數(shù)字化j.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2012，21（7