动作捕捉技术在试验教学中的应用-精选教育文档

1、动作捕捉技术在实验教学中的应用近些年动作捕捉在国内的应用已越来越被重视， 本文侧重于 在高校教学中引入动作捕捉技术，全面介绍从动作捕捉仪到 Motion Builder 动画制作软件的动捕过程，让学生了解、学习 其工作过程，从而提高动画制作的质量与速度。在电影阿凡达中，充分体现了动作捕捉技术在电影中的 完美结合，具有里程碑式的意义，有着广泛的影响。动作捕捉在 国内外的应用已越来越被重视。动捕实验室的建成很大一步地填补学生学习动画影视制作 课程中运用三维动作捕捉技术的空白， 让学生真正了解运用数字 媒体前沿高科技技术， 同时在动画影视的产学研合作中发挥着重 要的作用。 在实验中学习使用科技技术，

2、 进行动画影视和数字媒 体艺术的创作，提高学生的学习兴趣。为计算机科学与技术、计 算机应用技术、网络工程等专业开设数字技术、音视频数字化、 多媒体技术、 工业设计及建筑设计等多层次实践项目， 为计算机 应用专业改革和发展奠定硬件基础。此外，实验室全方位开放， 为学生提供课外交互设计及创作 实践场所，积极指导学生参与多媒体作品设计和三维数字化设计 等学科竞赛、 完成多个动画故事创作和影视项目开发等社会服务 项目及各级各类科研项目， 提高学生实践创新能力， 提升人才培 养质量。动画制作中最重要的是对人物的动作处理， 以往是由动画师 进行大量手工绘制完成， 这部分工作量相当大而繁重， 耗时长而 且图

3、画中关于动作的部分又达不到一定细致程度。 动作捕捉技术 可以很好的解决这些问题 . 我们引进的动作捕捉设备属于光学式 被动动捕，就是首先在演示动作人物身上关键点部位设置 MARK 标记点，但当运用多人动作捕捉功能时经常会出现MAR标记点被遮挡的情况， 所以为了提高捕捉的精准度， 在实验室的摄影棚 中，使用顶上四面各46个高速摄像机环绕表演场地布置，这些相机的视野重叠区域就是动作人物的动作范围。 通过摄像机镜 头里的LED灯发出红外光，照射到运动人物身体标记点上， 反射 回摄影机， 这样就可以利用高速摄影机捕捉人物的动作轨迹进行 三维空间的数据捕捉。我们把捕捉的动作通过 Motion build

4、er 动画制作软件应用到模型上，使模型做出与表演者一样的动作。图 1 动捕软件应用 该设备可以将真实的动作加载到计算机三维建模的角色上， 使作品更加协调生动。 动画捕捉设备不仅可以捕捉单个动作人物 的动作， 还可以捕捉群体动作人物的动作， 导演依据这些信息可 用相关软件驱动画面上成百上千的角色， 塑造出很多壮观的宏伟 历史画面。 由于运动捕捉具有非常好的的精确技术， 可以让角色 在大屏幕上表现得更加灵活、自然。因此，动作捕捉不仅广泛用 于动画制作、游戏行业，在进行虚拟拍摄时也大有用处。动画捕捉仪器常常与 Motion Builder 的软件配合使用。它 是当今运用较多的 3D 角色动画软件之一

5、， MOTIONBUILDEARctor 工具已经使用 Python 脚本语言推出，通过自动设置动作捕捉数 据并将其传输至角色， 节省用户时间。 为制作高品质的动画作品 提供了保证。它的文件格式（FBX支持与其他三维软件间无缝 互导。图 2 动捕实验室现场Motion Builder 作为虚拟拍摄的主要软件，利用无线传输 呈现在电脑或移动设备上， 记录下动作人物的动作 . 然后在运用 专业的三维建模软件建立人物角色模型， 包括骨骼系统和蒙皮两 部分，将之前捕获的动作，渲染至相应的虚拟形象身上， 模型 就能做出与表演者一样的动作和表情， 并生成最终所见的动画序 列。在动捕系统支持下， 多人动作捕捉性能同样表现突出， 在频 繁出现特征点被遮挡、重叠的情况下，数据依然连贯、准确，多 人之间的骨骼动画可以精确重现真实的人物互动。 如果在表演者 的脸部表情关键点贴上 Marker ，则可以实现表情捕捉。高精度准确的动作捕捉技术保证了动画人物动作的流畅性 与真实性。 大量高科技动画都引入了动捕技术， 如指环王 驯 龙高手 2等。动作捕捉的应用使实验教学更直观， 动画更真实， 改变了传 统动画制作的缺陷性， 实现实时的动画预览， 充分激发了学生的 创作能力， 拓展了专