隨著影片《阿凡達2》在各大院線的熱映，電影市場也開始熱鬧起來。由詹姆斯·卡梅隆導演的電影《阿凡達》全程運用動作捕捉技術完成，突破了動作捕捉和實景表演之間的界限，為觀眾營造出了超震撼的視覺奇觀，具有里程碑式的意義。

　　《阿凡達》中的角色表情生動自然，肢體動作流暢，無限趨近于真人的背后，運用了哪些動捕技術呢?1:1還原全身運動數(shù)據(jù)捕捉的難點又是什么?今天小編就來帶大家揭曉答案!

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　　TECHNOLOGICAL

　　《阿凡達》背后的光學動捕技術

　　在以電影《阿凡達》為代表的影視作品融合了三維建模、動作捕捉等計算機三維動畫技術熱映以后，以動作捕捉技術為核心，演員實時驅動三維虛擬角色進行動作，記錄生成動畫的角色動畫制作方式變得流行。

　　光學動作捕捉技術作為主流的動作捕捉技術之一，它通過利用分布在捕捉范圍的紅外線攝像機發(fā)出的紅外線照射在演員身上所貼的反光球上并反射回來，捕捉反射光來定位移量，然后把空間軌跡賦予動畫模型，使模型具有真人的動作效果。

　　采用光學動捕的方式可以擴大表演者活動范圍，演員身上不用布線、裝電池，使用方便，不影響動捕演員演技的發(fā)揮，而且采樣效率較高，精確度極高。除了影視制作，在數(shù)字人虛擬直播、動畫制作、城市虛擬規(guī)劃、工業(yè)產品展示等領域均有較大市場。

　　面部捕捉

　　由于主動式LED體積較大，無法用于面部捕捉，而且標記點數(shù)量多了之后，容易相互干擾。因此，在面部捕捉方面，《阿凡達》使用了頭戴式表情捕捉系統(tǒng)(被動式LED反射系統(tǒng))，在演員臉上畫上標記點，然后用高清攝像頭錄制下來，保證了動作捕捉與表情捕捉同時進行。

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　　TECHNOLOGICAL

　　影響還原全身動捕數(shù)據(jù)的因素

　　高度還原動捕動作絕非易事，想要像電影《阿凡達》一樣達到最理想的捕捉效果，高度還原動捕演員的全身動作數(shù)據(jù)，需要特別注意以下三點：

　　NO. 1

　　動捕演員與三維資產的匹配

　　動捕演員與三維資產的匹配程度，直接影響到后期動捕演員的動捕數(shù)據(jù)與三維資產綁定合成的效果。尤其是在有互動的類型表演中，演員與三維資產的身體越貼合效果越好。

上圖：模仿動物需要給演員安裝輔助類器械

　　在整個作品制作過程中，我們要特別注意幾點：縮小動捕演員和三維資產之間的高度差異，盡量選擇身高一致的動捕演員，以避免視野位置不一致;讓兩者之間的四肢長度趨近相同，以避免交互無法貼合;保持身材比例，腰的位置(重心)等關鍵部位的一致性，以避免出現(xiàn)空間位置偏差。

　　NO. 2

　　重定向匹配

　　重定向，又稱為“動作重定向( Animation Retargeting )”是將動捕演員捕捉的動捕數(shù)據(jù)與三維資產綁定合成的過程。簡單來說，就是一種將動畫數(shù)據(jù)從一個骨架拷貝到另外一個骨架的過程。這個過程可以通過Maya、motionbuilder等軟件快速的將動捕演員重定向給到三維資產上。

真人無法模仿的超現(xiàn)實肢體形態(tài)

　　如果動捕演員與三維資產不夠匹配，同樣也會影響著重定向的結果。在這種情況下，建議大家采取“末端匹配”或“重定向取舍”這兩種方式來解決這個問題。其中的“重定向取舍”是指借助輔助道具消除體積差異和借助重定向算法，盡量減少對數(shù)據(jù)的損失。

　　NO. 3

　　高精度的空間定位與骨骼計算匹配

　　空間位置包括了標記物的空間位置和動捕表演者的空間位置，真人在三維世界中的位置與道具在三維空間中的位置，匹配度越高越能夠節(jié)省后期去對位和匹配三維世界所需要的時間成本和費用成本。

RTS光學動捕相機+跟蹤定位軟件Tracker+捕捉全身主要骨骼精準動作軟件Rovonga

　　采用瑞立視自主研發(fā)的RTS系列紅外光學動作捕捉相機，定位精度可達到亞毫米級，毫秒級、低延時運動識別追蹤，再配合專用定位跟蹤軟件RTSTracker和捕捉全身主要骨骼精準動作軟件RTS Rovonga，最終實現(xiàn)高精度的空間定位與骨骼計算匹配。

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　　TECHNOLOGICAL

　　瑞立視全身動捕系統(tǒng)

瑞立視全身動作捕捉系統(tǒng)集合紅外光學動作捕捉+面部表情捕捉+手指捕捉的功能，為客戶提供包括三維角色動作采集功能，產品主要應用于影視動畫、游戲開發(fā)、數(shù)字媒體廣告、虛擬演播、教育等領域。

　　NO. 1

　　光學動作捕捉系統(tǒng)

　　在特定的空曠場地內搭建一個場地，四周的捕捉攝相機會對目標物進行跟蹤和定位，通過工作站的運行Tracker計算軟件，對標記物識別出其3D空間內的絕對位置，并且把位置解算成運動軌跡并賦予3D角色骨骼上，實時驅使3D模型等虛擬角色隨著動捕演員做出1:1的動作。

　　NO.2

　　身體姿態(tài)捕捉系統(tǒng)軟件

　　RTS Tracker是一款目標跟蹤軟件，具有人性化的操作界面及強大的數(shù)據(jù)處理能力。通過識別綁定在運動物體不同部位的光學標記點結構，解算出每個目標物在空間內的位置朝向，進而確定出目標物在空間內的運動軌跡并實時同步導入至3D軟件或VR實時引擎。

　　RTS Rovonga是一款由瑞立視自主研發(fā)的捕捉全身主要骨骼精準動作的軟件，在被捕捉者全身的關鍵位置粘貼被動式標記點，能實現(xiàn)高精度、數(shù)據(jù)干凈、丟失率低的多人全身運動數(shù)據(jù)捕捉，主要用于影視級別的高流暢性動畫制作行業(yè)、科研、人體分析、體育運動等行業(yè)，動捕數(shù)據(jù)可無縫對接到Maya，3DMax，MotionBuilder軟件。

　　NO.3

　　面部捕捉系統(tǒng)

　　RTS-Facial是瑞立視針對虛擬演播、虛擬偶像、動畫劇集和游戲開發(fā)行業(yè)推出的一款無點式面部表情捕捉系統(tǒng)。可實時掃描和捕獲演員的面部運動，通過分析不同的動態(tài)，實時驅動引擎中的三維角色。

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　　TECHNOLOGICAL

　　瑞立視案例（部分）

　　華為mate30 5G版廣告采用瑞立視光學全身動捕系統(tǒng)進行廣告采集錄制，憑借亞毫秒級捕捉精度，高幀率骨骼數(shù)據(jù)實時同步記錄，精準記錄演員在快速武術過程中的每一個細節(jié)，實現(xiàn)畫面“超流暢、零延遲”，將華為5G的特性表現(xiàn)的淋漓盡致。

　　和平精英的數(shù)字人IP吉利姐在聯(lián)合國婦女署的線上演講，依托于瑞立視全身動作捕捉系統(tǒng)的“紅外光學動作捕捉+面部表情捕捉+手指捕捉”三大功能，從整體到局部，為數(shù)字人IP提供強勁的生命系統(tǒng)一站式解決方案。

　　瑞立視魔方MR虛擬拍攝與全身動捕系統(tǒng)聯(lián)動，可以實現(xiàn)真人與虛擬偶像同頻錄制，使得紅魔姬和主持人在直播中直接同框演繹，雙方與直播場景完美融合，帶給觀眾極富科技感的體驗。

　　接下來，瑞立視將持續(xù)夯實動作捕捉、智能感知交互、沉浸式XR數(shù)字孿生等先進技術，深耕B端市場，建立覆蓋從研發(fā)、制造、行業(yè)解決方案到交付、服務的全鏈路數(shù)智化服務能力。