動(dòng)作捕捉技術(shù)：從電影特效走向可穿戴設(shè)備與游戲

[導(dǎo)讀]源于70年代就被利用于電影動(dòng)畫(huà)特效制作的技術(shù)，如今與近年來(lái)飛速發(fā)展的傳感器技術(shù)擰成了一股繩。

《霍比特人》里兇悍的咕嚕姆、《泰迪熊》里充滿(mǎn)痞氣的毛絨熊、甚至《阿凡達(dá)》里的納美部落公主……電影里那些經(jīng)典虛擬形象生動(dòng)的表演總是能打動(dòng)觀(guān)眾，而它們被賦予生命的背后都源于一項(xiàng)重要的科技技術(shù)——?jiǎng)幼鞑蹲健?/p>

攝影棚中，幾十個(gè)高速攝影機(jī)捕捉現(xiàn)實(shí)演員的動(dòng)作后，再將這些動(dòng)作還原并渲染至相應(yīng)的虛擬形象身上。這個(gè)過(guò)程的技術(shù)運(yùn)用即動(dòng)作捕捉，英文表述為Motion Capture。

這個(gè)于上世紀(jì)70年代就被利用于電影動(dòng)畫(huà)特效制作的技術(shù)，如今正在被一股新的科技力量所改造。這股力量中起著關(guān)鍵作用的，即近年來(lái)飛速發(fā)展的傳感器技術(shù)。

當(dāng)傳感器的尺寸被制作得越來(lái)越小、價(jià)格越來(lái)越低，動(dòng)作捕捉從原有的光學(xué)動(dòng)捕類(lèi)別之外，發(fā)展出新的門(mén)類(lèi)：慣性動(dòng)捕。

相比于前者是利用高速攝影機(jī)捕捉人身上安裝的mark點(diǎn)來(lái)反算肢體動(dòng)作。后者的技術(shù)核心，則是利用無(wú)線(xiàn)慣性傳感器組合輔以數(shù)據(jù)融合算法來(lái)采集人的動(dòng)作姿態(tài)，并利用無(wú)線(xiàn)傳輸呈現(xiàn)在電腦或移動(dòng)設(shè)備上。

雖然前者依舊擁有更成熟的技術(shù)和捕捉精準(zhǔn)度，但從成本考慮，慣性動(dòng)捕全套設(shè)備的市場(chǎng)售價(jià)可以低至光學(xué)動(dòng)捕系統(tǒng)售價(jià)的十分之一。

在生產(chǎn)基于傳感器的慣性動(dòng)捕設(shè)備領(lǐng)域，北京諾亦騰科技有限公司是該技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造的代表。公司聯(lián)合創(chuàng)始人、首席技術(shù)官戴若犁近日接受了騰訊科技專(zhuān)訪(fǎng)，介紹了他們對(duì)動(dòng)作捕捉技術(shù)的運(yùn)用領(lǐng)域，以及該技術(shù)在虛擬現(xiàn)實(shí)、可穿戴智能設(shè)備中的價(jià)值。

動(dòng)作捕捉：從電影動(dòng)畫(huà)走向可穿戴智能設(shè)備

“如果是五年前，我們可能都無(wú)法想象基于傳感器的動(dòng)作捕捉技術(shù)可以被運(yùn)用到更大規(guī)模的領(lǐng)域，比如體育訓(xùn)練和醫(yī)療健康。因?yàn)閭鞲衅鞯某叽纭?strong>精度和成本都達(dá)不到要求?！贝魅衾缭诮榻B慣性動(dòng)捕的市場(chǎng)機(jī)會(huì)時(shí)如此總結(jié)。

諾亦騰公司英文名為Noitom，名字來(lái)源于將英文單詞Motion的逆序拼寫(xiě)。在該公司的業(yè)務(wù)類(lèi)目中，除了為電影、動(dòng)漫、游戲等制作公司提供動(dòng)作捕捉設(shè)備，其更重要的是將技術(shù)應(yīng)用到消費(fèi)者領(lǐng)域級(jí)別的產(chǎn)品，比如他們已經(jīng)生產(chǎn)出來(lái)的針對(duì)高爾夫球運(yùn)動(dòng)者的mySwing產(chǎn)品。

這套北美售價(jià)為149美元的、面向高爾夫球手的設(shè)備，借助動(dòng)作捕捉和模式識(shí)別算法，通過(guò)手機(jī)應(yīng)用向球手顯示相應(yīng)的動(dòng)作數(shù)據(jù)，比如他們的揮桿節(jié)奏、桿頭速度、桿頭軌跡和擊球時(shí)的桿面的角度等。當(dāng)這些信息傳遞給球手，再結(jié)合相應(yīng)的教練建議，則能為球手提高技術(shù)水準(zhǔn)提供直接的幫助。

戴若犁稱(chēng)，公司之所以要在企業(yè)級(jí)的電影動(dòng)畫(huà)制作和消費(fèi)者級(jí)別的市場(chǎng)中同時(shí)發(fā)展，是因?yàn)榍罢呖梢源碳す緦a(chǎn)品質(zhì)量和精度方面打造得更為成熟。后者則意味著公司的技術(shù)可以被運(yùn)用到更大規(guī)模的市場(chǎng)和人群。

尤其在目前可穿戴智能設(shè)備高速發(fā)展的領(lǐng)域，如果能整合動(dòng)作捕捉、模式識(shí)別等算法或添加內(nèi)嵌該技術(shù)算法的芯片，那么市面上的可穿戴設(shè)備功能將不僅僅是傳統(tǒng)的記步或卡路里消耗計(jì)算，而是可以提供更多的動(dòng)作數(shù)據(jù)的記錄、分析、統(tǒng)計(jì)，比如籃球運(yùn)動(dòng)員可以了解本場(chǎng)比賽的持球時(shí)間、投籃次數(shù)、運(yùn)球次數(shù)、奔跑時(shí)間甚至命中率等各類(lèi)數(shù)據(jù)。

因此，除了即將于年底開(kāi)始向影視動(dòng)漫制作或游戲公司售賣(mài)動(dòng)捕設(shè)備外，諾亦騰的另一個(gè)業(yè)務(wù)就是向需要利用動(dòng)捕技術(shù)和算法的公司進(jìn)行技術(shù)授權(quán)。

據(jù)戴若犁介紹，目前已向國(guó)外一家做可穿戴設(shè)備的大型知名上市公司進(jìn)行了算法技術(shù)授權(quán)。國(guó)內(nèi)的一些做傳感器模塊和做手環(huán)手表等智能設(shè)備的公司也在和諾亦騰談相應(yīng)的技術(shù)授權(quán)合作。

在體育領(lǐng)域之外，另一個(gè)動(dòng)捕運(yùn)用的產(chǎn)業(yè)則是更大規(guī)模的醫(yī)療行業(yè)。比如國(guó)內(nèi)的一些醫(yī)療實(shí)驗(yàn)室就在和諾亦騰聯(lián)合開(kāi)發(fā)用于癲癇病人診斷和康復(fù)訓(xùn)練的設(shè)備。如果傳統(tǒng)的作法是靠醫(yī)生來(lái)目測(cè)病人的步態(tài)和體征，那么動(dòng)作捕捉的設(shè)備則借助數(shù)字化的精密測(cè)量方式更客觀(guān)地進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和診斷，以此反映病人的治療效果。

未來(lái)，這套結(jié)合了動(dòng)捕技術(shù)的傳感器和算法如何被更多行業(yè)所運(yùn)用，還需要借助更多細(xì)分領(lǐng)域有積累的公司共同參與。

革命性領(lǐng)域：虛擬現(xiàn)實(shí)游戲

在戴若犁看來(lái)，從更前沿的視角出發(fā)，動(dòng)作捕捉真正能夠產(chǎn)生革命性?xún)r(jià)值的領(lǐng)域?qū)?huì)誕生在虛擬現(xiàn)實(shí)游戲。

能讓人們沉浸在虛擬現(xiàn)實(shí)中的游戲會(huì)將玩家?guī)氲揭粋€(gè)新的游戲世界中。在那里，沒(méi)有鼠標(biāo)鍵盤(pán)，玩家仿佛置身于一個(gè)完全由自己動(dòng)作主宰，并隨著相應(yīng)動(dòng)作變化而激發(fā)出相應(yīng)游戲效果的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中。

在實(shí)際的演示中，戴若犁就穿上了一套裝有動(dòng)作捕捉模塊的馬甲和手套，當(dāng)他的手進(jìn)行揮動(dòng)時(shí)，屏幕中的游戲人物也隨之揮動(dòng)手臂并觸發(fā)了紙箱引爆的效果。這和Kinect等設(shè)備采用的深度紅外攝像頭捕捉動(dòng)作技術(shù)不同，利用傳感器實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作捕捉和頭戴式顯示設(shè)備結(jié)合，將能使游戲從客廳或固定場(chǎng)景向更自由的場(chǎng)景延伸，此外，動(dòng)作上的精度也能產(chǎn)生質(zhì)的提升。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到大規(guī)模運(yùn)用取決于兩個(gè)條件，首先是顯示，即顯示在人們面前的虛擬場(chǎng)景要讓人們感覺(jué)到真的置身在一個(gè)新的場(chǎng)景中。另一個(gè)條件就是交互技術(shù)，好的交互手段不會(huì)讓人們感覺(jué)到自己還在現(xiàn)實(shí)世界當(dāng)中。比如當(dāng)自己通過(guò)顯示設(shè)備進(jìn)入了一個(gè)虛擬魔幻世界時(shí)，如果此時(shí)要操作鼠標(biāo)或者鍵盤(pán)，那么這種交互方式依舊是在提醒用戶(hù)自己還在真實(shí)世界里。

在當(dāng)前的行業(yè)發(fā)展中，顯示領(lǐng)域的代表性設(shè)備即Oculus Rift。該頭戴式顯示器將傳統(tǒng)的數(shù)千美元的設(shè)備降至300美元。低價(jià)的設(shè)備解決了虛擬現(xiàn)實(shí)游戲的第一個(gè)設(shè)備門(mén)檻，從而也刺激了更多游戲廠(chǎng)商愿意開(kāi)發(fā)基于該設(shè)備的游戲。

據(jù)戴若犁介紹，目前眾多游戲界領(lǐng)軍人物為該設(shè)備背書(shū)，超過(guò)70個(gè)游戲可采用該設(shè)備進(jìn)行體驗(yàn)。但是大多數(shù)游戲依舊需要玩家利用游戲搖桿或鍵盤(pán)，交互方式未得到改變的場(chǎng)景下，游戲體驗(yàn)仍無(wú)法達(dá)到質(zhì)的改變。[!--empirenews.page--]

當(dāng)基于傳感器的動(dòng)作技術(shù)捕捉能大規(guī)模運(yùn)用于游戲中，那么虛擬現(xiàn)實(shí)游戲的交互問(wèn)題將得到解決。這也是諾亦騰公司關(guān)注的領(lǐng)域。

“技術(shù)成熟后，我們需要說(shuō)服更多的游戲公司考慮采用動(dòng)捕技術(shù)，比如動(dòng)視暴雪、藝電、Zynga，甚至騰訊等。當(dāng)行業(yè)的參與者共同將資金和技術(shù)的成本降低，并形成一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，那么虛擬現(xiàn)實(shí)游戲的發(fā)展速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)大家的想象?？赡茉谝荒甑臅r(shí)間里，就會(huì)產(chǎn)生讓大家驚嘆的狀態(tài)。其中端游這個(gè)市場(chǎng)將最先受到?jīng)_擊?！?/p>

顛覆性的虛擬現(xiàn)實(shí)游戲會(huì)遇到什么樣的難題？“消耗體力可能是一個(gè)障礙。你知道，現(xiàn)在的宅男恨不得只需要?jiǎng)觿?dòng)手指就能操作。那么，對(duì)于動(dòng)捕而言，這些問(wèn)題都還需要解決?！?/p>