揭秘游戏制作 动作捕捉成就虚拟的真实
“动作捕捉技术”——当前费用最为昂贵的动画制作技术，它擅长利用计算机与专业动作捕捉摄像机将真实世界的体感植入虚拟的画面环境中，从而令人在虚拟环境中亦能有超现实的体验。《阿凡达》、《加勒比海盗》等大量高成本电影均在这个技术上花费数亿美元；日前，3D游戏新作《仙侠世界》将这一技术应用到了游戏画面研发中，不仅仅是电影和游戏，人体工程学、生物力学领域也开始广泛地运营这款技术辅助研究工作，当这样一款时下最先进的画面制作技术越来越近地贴入我们的生活，将给我们带来什么样的改变？
了解“动作捕捉”
最早用于动画制作的“动作捕捉技术”可以追溯到20世纪70年代，迪斯尼公司曾试图通过捕捉演员的动作以改进动画片的画面效果，却因为没有高效的图像处理工具，也就是计算机而搁浅。
动作捕捉技术真正开始飞速发展，源于计算机的广泛应用。纽约计算机图形技术实验室的Rebecca Allen设计了一种光学装置，将演员的表演姿势投射在计算机屏幕上，作为动画制作的参考。之后，迪斯尼也正式这一技术用于动画制作，由《狮子王》开始，憨实的辛巴、卖萌的辛巴、威风的辛巴……这都是由动作捕捉技术中精准的表情捕捉实现，自此，“动作捕捉技术”正式走向了实用化。
动作捕捉技术简化图
其实，动作捕捉技术简单来说就是借助计算机技术，采用测量、跟踪、计算等方法捕捉运动物体的真实运动数据，在计算机上生成三维动作文件，然后利用三维动作文件控制计算机三维角色，生成三维人体画面。这种方式设计的3D画面不是由模拟的人体运动制作，而是由捕捉的真人人体动作与三维角色合成，这是一场将实物数据虚拟化再利用虚拟化数据还原实物的过程。
1988年，SGI公司开发了可捕捉人头部运动和表情的系统。随着计算机软硬件技术的飞速发展和动画制作要求的提高，目前在发达国家，动作捕捉已经进入了实用化阶段，有多家厂商相继推出了多种商品化的运动捕捉设备，如MotionAnalysis、FilmBox、Vicon、Polhemus、Sega Interactive、X-Ist等，这些设备都在本领域发挥着各自的长处。
“动作捕捉”与电影
目前，“动作捕捉”技术运用最广的便是影视动画制作，2010年由卡梅隆亲自操刀制作费高达3亿美元的成功之作《阿凡达》令这个贵得令人窒息的技术广为人知。
《阿凡达》“动作捕捉”的台前幕后
在《阿凡达》中，男女主角的脸部特写镜头极多，刻画得尤为细腻，令人真切地感受到角色的悲伤与欢乐，这样真实的描绘均是通过演员脸部的小贴片捕捉肌肉动作实现，看演员们脸上那些小黑点可不是痘痘哦，那都是用来捕捉表情的小贴片，而最后这张特写则是在电影里呈现的效果啦！
使用“动作捕捉”的《加勒比海盗》
相信很多朋友在最初观看《加勒比海盗》的时候都会惊叹，这得要多鬼斧神工的化妆术才能将这么多演员一个个变成这么吓人的样子啊，替化妆师感到压力山大……其实它的奥妙不是化妆师，而是“动作捕捉技术”。
看上下图的对比你是不是有幻灭的感觉？其实你所观看到的所有惊悚刺激画面都是通过动作演员身上那大大小小的膏药（动作捕捉小球）实现的：演员表演动作，计算机捕捉动作，并令电脑里预先准备好的三维建模重现这些动作，这就是《加勒比海盗》的秘密——这个秘密科室很贵的哦，一秒钟数万美元！
当然，不仅仅是《阿凡达》和《加勒比海盗》，《金刚》、《猿星崛起》、《功夫熊猫》、《丁丁历险记》……基本上现在只要是部电影，只要里面有真实人物难以表现的场景都离不开“动作捕捉”了，不信可以百度一下。
“动作捕捉”与游戏
当 “动作捕捉”技术走进游戏制作时会有什么样的表现呢？
3D游戏新作《仙侠世界》聘请了亚锦赛武术冠军王健演绎游戏内所有角色动作，使用动作捕捉技术，全程捕捉其真人演绎的动作，将这些真人动作轨迹数据运用到游戏画面制作中，最终亦实现了十分出色的画面效果。
《仙侠世界》“动作捕捉”冠军演员王健
“动作捕捉”技术根据实现形式来分有很多种，《仙侠世界》采用的是当前主流的“光学动作捕捉”技术，斯皮尔伯格导演的《丁丁历险记》、以及红透半边天的《功夫熊猫》均使用的此项技术，其原理是通过特殊动作捕捉摄像机将专业演员与计算机相连，演员身体各个部位都附有反光小球，将游戏中所有角色可能发生的动作进行真人表演，摄像机捕捉反光球的数据后实时存储到控制电脑里，再由电脑前的专业动画师处理数据，建立三维模型。
《仙侠世界》“动作捕捉”现场演员特写
《仙侠世界》“动作捕捉”实时画面制作
由于计算机精确捕捉了真实人物的动作，其后期制作出来的画面效果比传统单一电脑制作的画面更加真实、细腻，有代入感。
由于动作演员均是男性，而游戏中很多角色都是女性，为了能充分展示女性角色的力与柔美，他必须重复一个动作多达上千次，才能最终达到导演的要求。
传统的游戏研发采用关键帧、过程模拟等方法进行画面制作，这些方法不但不能保证运动的自然性，并且需要耗费动画师大量的时间和精力。与传统的技术相比，动作捕捉技术虽然费用昂贵，却有着实时性、直接捕捉真人动作，生成模型，能节约前期建帧、模拟的过程，大大地提高动画制作的水平与效率，且高速度、高质量、超拟真，还能有效地控制游戏研发成本，使游戏制作过程更为直观便捷，制作画面效果更为生动。
动作是人类的第二语言，是人类表达情绪和愿望的重要方式，动作捕捉技术完成了将动作数字虚拟化的工作，并将其应用于游戏制作，赋予每一个虚拟游戏角色真实的“生命”，令玩家在游戏的同时能够亲身感受到来自虚拟游戏人物的真实互动，实现人类与虚拟世界的亲密交互。
《仙侠世界》动作捕捉现场真人打斗场面
《仙侠世界》使用“动作捕捉”后游戏画面
如图中所示，“动作捕捉”完成的游戏内打斗画面将给玩家虚拟世界中的超真实打击感。
《仙侠世界》游戏画面展示
除打斗画面外，《仙侠世界》中角色互动交流画面也都是由两名男性动作演员表现，能想象出来两个男人互相做这样的动作，却毫无违和感吗？
这就是“动作捕捉”技术给游戏带来的魅力变化。
“动作捕捉”与学术研究
除影视动画制作外，动作捕捉技术也成功地运用于虚拟现实、游戏、人体工程学研究、模拟训练、生物力学研究等许多方面。
体育训练者们通过“动作捕捉技术”捕捉运动员的动作，从而进行量化分析，结合人体生理学、物理学原理，研究改进的方法，使体育训练摆脱纯粹的依靠经验的状态，进入理论化、数字化的时代。还可以把成绩差的运动员的动作捕捉下来，将其与优秀运动员的动作进行对比分析，从而帮助其训练提高成绩。
“动作捕捉”技术与体育训练
在当前机器人全自主控制尚未成熟的情况下，机器人控制者们能够应用“动作捕捉技术”，捕捉需要在危险环境下进行的动作，并将动作数据实时传送给机器人控制其完成同样的动作，与传统的遥控方式相比，应用“动作捕捉”技术遥控可以实现更为直观、细致、复杂、灵活而快速的动作控制，大大提高机器人应付复杂情况的能力，有着十分重要的意义。
电影、游戏、运动……“动作捕捉”技术已经一点一点渗透进我们生活的每个角落，当它完全占领这个世界时，我们的人生会变成什么样子？
也许，一个崭新的时代即将来临。
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