深入浅出动作捕捉技术

２０１３年１２月　湖北经济学院学报（人文社会科学版）　Ｄｅｃ．２０１３　第１０卷第ｌ２期　ｏｕｍａｌ　ｏｆ　Ｈｕｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｖ　ｏｆ　Ｅｃｏｎｏ　ｉ　（　坠　！ｉ塑　坠　量　！　墨　翌　塑！　！！　：　Ｑ　！：　兰　深人浅出动作捕捉技术　周　飞　（湖北经济学院，湖北武汉４３０２０５）　摘要：本文探究了动作捕捉技术的诞生源头和背景，介绍了动作捕捉技术在＂３今的用途以及未来，包括影视、－　动画、游戏、医疗、乃至军事训练等多个领域的应用，同时也探讨了由动作捕捉技术所带来的社会影响和道德方面的　争议和问题。本文是一篇对动作捕捉技术深入浅出全面探讨的文章。　关键词：动作捕捉技术；电脑动画；影视特效；虚拟现实；诡异之谷　一、动作捕捉技术　的感应小球。实际上。这套系统就是依赖于早期光学跟踪系统　的。关于动作捕捉最新的发展实际上也可以说成是图形提线　木偶系统的最终完善的遗产。即使如此，这套标准对比与最新　的无感应点动作扫描技术也显得过时。微软开发的应用在游　戏主机ｘｂｏｘ３６０上的“ｋｉｎｅｃｔ”技术，可以不借助感应点扫描并　捕捉对象的细微动作。而Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ’ｓ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｍｏｔｉｏｎ公司注　册的技术通过即时测量数台不同摄像机之间画面的精确到毫　秒单位的微小交错时间来测量空间动作数据闭（Ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ　Ａｍｅｒｉｃａｎ，２００９）。　三、现在和未来潜在的用途　随着美国好莱坞科幻大片以及日趋真实的电子游戏风　靡全球，以“阿凡达”、“最终幻想”等形成文化现象的电影及　游戏为媒介．大众对于动作捕捉这种普遍应用在影视动画特　效和电脑游戏中的技术感到越来越熟悉。动作捕捉技术是一　项在近十年内才真正开花结果的特效技术，通常被简称为　“ｍｏｃａｐ”（ｍｏｔｉｏｎ　ｃａｐｔｕｒｅ）。它记录生物个体的真实细腻的动　作，实时将数据传输到虚拟平台软件中，并将之应用到三维　模型中的一项技术。这种技术可以让虚拟角色具备真实生物　细腻真实的动作。基于动作捕捉技术强大的适用性，它现在　已经被广泛应用于各个领域，从影视娱乐、电子游戏行业，到　体育医疗行业，甚至扩展到军事领域。但是，它从哪里诞生？　这个看似巧妙、微不足道的技术如何在如此短的时间和整个　通常大众都会将动作捕捉技术和电影制作联系起来。然　而其潜在的价值在其他众多领域近年来也逐渐增加。比如在　２０１０年。新研发出来的弹塑性Ｘ线断层摄影术项目（Ｅｌａｓｔｏ　社会的各个层面交接在一起的？接下来我们从这里出发开始　探讨。　二、背景　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ　Ｐｍｉｅｃｔ，缩写ＤＩＥＴ）在医药界掀起浪潮。它通过其　三维动态记录程序，侦测可能出现在女性体内的乳腺癌信号。　虽然这套标准在医疗界还很青涩，ＤＩＥＴ已经表明了它在癌症　预警方面的宝贵价值，具备可能在未来作为标准设备人驻每　家医院￣（Ｂｍｗｎ，２０１０）。　不止在医疗领域．动作捕捉和跟踪技术也同样吸引了不　为了能够全面的理解动作捕捉技术对现代世界带来了　多大的冲击。一个必须了解的方面是它让人惊讶的起源。动　作捕捉的起源普遍被认为是费舍尔（Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒ）在１９１５年发　明的“影像描摹”（ｒｏｔｏｓｃｏｐｅ）ｔｔｌ。这是一个在动画片制作中产生　出的一种技术。艺术家通过精细的描绘播放给他们的真人录　影片段当中的每一帧静态画面来模拟出动画人物在虚拟世　界中的具备真实感的表演。这个过程本身是枯燥乏味的。但　是对于这些动画师来说，幸运且具有纪念意义的是，１９８３年　麻省理工学院（ＭＩＴ）研发出了一套图形牵线木偶。这套系统　使用了早期的光学动作捕捉系统，叫做“Ｏｐ—Ｅｙｅ”，它依赖于　一同军事组织的兴趣。回溯到Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｍｏｔｉｏｎ公司的Ｏｐｅｎ　ｓｔａｇｅ　软件，该公司希望“这技术能支持次世代军事模拟系统，包括　城市战事模拟和近战步兵群战术模拟训练。”１３１（Ｓｃｉｅｎｔ正Ｃ　Ａｍｅｒｉｃａｎ，２００９）通过带领士兵进入虚拟空间进行演习训练，　可以减少不必要的伤亡，同时，虚拟的环境是具备难以置信的　可延展性。全副武装的士兵可以通过仿真的虚拟环境轻易的　跨海作战。　四、社会及道德相关问题　光学捕捉系统很多情况下是不断进化的技术的被动形　系列的发光二极管，通过制定动作，来生成动画脚本伪　（Ｓｔｕｒｍａｎ，１９９９）。本质上，这个牵线木偶充当了第一套“动作　捕捉服装”。它自带非常有限数量的感应球．这些球能粗略的　定位人体结构的关键骨骼点的位置。这套技术的产生。迅速　的奠定了动作捕捉在之后迅速发展的基础。为后续各种动作　捕捉提供了追寻的方向。也引领了之后动作捕捉技术的风　式，很容易被科学界和社会中更有争议的发现所掩盖。换句话　说，动作捕捉系统也带有怪诞的缺点。其中最让人注意的。是　其引发的惹人好奇的现象。日本科学家森政弘提出的“诡异之　谷　（也称“恐怖谷”，英文Ｕｎｃａｎｎｙ　Ｖａｌｌｅｙ）￣论指出，由于机　潮，包括今天的动作捕捉技术在内。　器人与人类在外表动作上都相当相似．所以人类也会对机器　人产生正面情感；直至到了一个特定程度。他们的反应会突然　变得极为反感。哪怕机器人与人类有一点点差别都会显得非　・现在我们提到动作捕捉技术，最常联想到的图画是一个　动作捕捉演员身穿全黑的紧身衣。全身关键位置布上了白色　２５・　常刺眼，让整个机器人显得非常僵硬恐怖，让人有面对行尸走　的一部分。它被应用于电视节目，电影院正在上映的影片、军　肉的感觉。基于动作捕捉而呈现在观众面前的虚拟数字角色　也是如此。这是因为人造的虚拟角色模仿人类的相似程度引　出了“人类”这个概念，但是他们并非人类。作为非人类的对象　事虚拟训练，也出现在医生的办公室里面。这就是动作捕捉技　术。如果过去的三十年是一种迹象，那么未来它也将继续演变　和进化下去。　参考文献：　表现出来的人类特性和特征引起人们的不安和焦虑，因为它　超出了大众的日常社会经验。ｒ６１（Ｓｔｅｃｋｅｎｆｉｎｇｅｒ。２００９）　“诡异之谷”现象在动作捕捉的历史上是如此特殊的一个　事件，因为它之前从未发生过。基于技术是如此发展到现在这　［１］李晓丹．人体动作捕捉技术综述以及一种新的动作捕捉方案［Ｊ］．　中国西部科技，２０１１年０５月（下旬）：３５—３７．　［２】Ｓｔｕｍｍｎ，Ｄａｖｉｄ　Ｊ．Ａ　Ｂｒｉｅｆ　Ｈｉｓｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｍｏｔｉｏｎ　Ｃａｐｔｕｒｅ　Ｆｏｒ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒ　Ａｎｉｍａｔｉｏｎ．’’Ｃｈａｒａｃｔｅｒ　Ｍｏｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ”，　ＳＩＧＧＲＡＰＨ　９４：Ｃｏｕｒｓｅ　９．Ｗｅｂ．２０ｌ１—０２—２７．　个程度，以后它也难以再次发生。然而，像诸如《极地特快》这　部电影引起的观众基于数字虚拟角色产生的不适感依然存　在。而在２０１１年发售的新的由ｒｏｃｋ　ｓｔａｒ公司旗下的ｔｅａｍ　ｂｏｄｉ开发的游戏“黑色洛城”。自信满满的认为其新的动作扫　描技术能突破诡异之谷的边界［７１（Ｇｉｚｍｏｎｄｏ，２０１１）。Ｔｅａｍ　【３】Ｇｒｅｅｎｅｍｅｉｅｒ，Ｌａｒｒｙ（２００９）Ｅ－Ｍｏｔｉｏｎ：Ｎｅ￣－Ｇｅｎ　Ｓｉｍｕｌａｔｏｒｓ　ｔｏ　Ｂｌｕｒ　ｔｈｅ　Ｌｉｎｅ　Ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｐｅｒｓｏｎ　ａｎｄ　Ａｖａｔｒ．Ｓｃｉａｅｎｔｉｉｃ　Ａｍｅｒｆｉｃａｎ．　Ｂｏｎｄｉ开发的动作扫描系统通过多台摄像机全面记录真人演　员面部的每一个表情细节来完成虚拟角色的动作捕捉。　五、小结　【４］Ｂｒｏｗｎ，Ｒ．，Ｈａｒｍ，Ｃ．，＆Ｃｈａｓｅ，Ｊ．．　（２０１　ｏ）．Ｖｉｓｉｏｎ－ｂａｓｅｄ　３Ｄ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｔｉｏｎ　ｃａｐｔｕｒｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ＤＩＥＴ　ｂｒｅａｓｔ　ｃａｎｃｅｒ　ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，３９（１－３）：７２．　［５】Ｍｏｒｉ　Ｍ（１９７ｏ）．Ｔｈｅ　Ｕｎｃａｎｎｙ　Ｖａｌｌｅｙ．Ｅｎｅｒｇｙ，７（４）：３３－３５．　［６］Ｓｔｅｃｋｅｎｆｉｎｇｅｒ，Ｓ．，＆Ｇｈａｚａｎｆａｒ，Ａ．．　（２ｏｏ９）．Ｍｏｎｋｅｙ　ｖｉｓｕａｌ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｆａｌｌｓ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｕｎｃａｎｎｙ　ｖａｌｌｅｙ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｕｎｉｔｅｄ　Ｓｔａｔｅｓ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ，　动作捕捉技术更新之快使得要清晰的界定它属于某个科　学领域显得比较困难。诸多大学安排了对于这个技术的研究　和课程。它已经被证实了为人类提供了一个全新的表达创造　性的光学跟踪技术。然而与此同时，它也被忽略。光学捕捉系　统的研究和扩展人员正在逐步流失。即使在业内，光学动作捕　１０６（４３），１８３６２．　【７】Ｈｏｗ　Ｌ．Ａ．Ｎｏｉｒｅ　Ｃｏｎｑｕｅｒｅｄ　Ｔｈｅ　Ｕｎｃａｎｎｙ　Ｖａｌｌｅｙ　Ｗｉｔｈ　Ａ　Ｔｅｅｈ　捉系统的祖先，“影像描摹”否认与之的关系。奥斯卡不承认动　作捕捉作为合理的获奖成果。尽管如此，动作捕捉系统是一种　近十年来被激烈发展的一项技术。过去作为爱好者在自己的　Ｃａｌｌｅｄ　ＭｏｔｉｏｎＳｅａｎ　Ｖｉｄｅ￣．（１７　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ）．Ｇｉｚｍｏｄｏ【Ｇｉｚｍｏｄｏ—　Ｂｌｏｇ］Ｒｅｔｒｉｅｖｅｄ　Ｆｅｂｒｕａｒｙ　２７，２０１　１，ｆｒｏｍ　Ｃａｒｅｅｒ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　小作坊和工作室发明的一项技术。如今已经演变发展成社会　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ．（Ｄｏｃｕｍｅｎｔ　ＩＤ：２２１５ｌ８７０ｏｌ１．　（上接第１２页）进一步解放１７１。但同时，在转变过程中，价值观　面临着挑战．这些挑战可能导致人在客观世界、社会世界、主　学历青年教师的价值取向及其引导研究”阶段成果．项目编　号：２００９ＣＺ０１２）　体世界三个领域产生分化，并以某个领域走向极端告终。在　由一元向多元的转变中。形形色色的价值观引导会出现前文　参考文献：　提及的“引导竞争”问题。在向公民本位、以人为本的转变中，　集体价值存在被淡化的危险。主体世界被强调时若忽视个体　存在于社会之中且与自然共存共生的情况。与社会世界、客观　世界分化，则可能过分自我而无视集体和环境的存在。　价值观引导为国家青年人才保持凝聚力、先进性、创造力　提供思想保证。正如十八大报告指出，社会主义核心价值体　系是兴国之魂，决定着中国特色社会主义发展方向。价值观　引导是常规工作。但如何确保有效性却是一项不断适应新形　势并有所创新的课题，本文使用了相关理论来进行分析。希望　对价值观引导有效性的理论探索能够得到推动并在实践中更　【１】吴向东．价值观的核心问题及其解答的前提批判叨．马克思主义与　现实，２０１０，（１）：１６１—１６５．　［２袁贵仁．２］价值观的理论与实践：价值观若干问题的思考【Ｍ】．北京：北　京师范大学出版社．２Ｏ０６．　【３１【德ｌ尤尔根・哈贝马斯．交往行为理论第一卷：行为合理性与社会　合理性【Ｍ】．上海：上海人民出版社，２００４．　［４］【美】赛弗林，坦卡德．郭镇之等译．传播理论：起源、方法与应用【Ｍ】．　北京：中国传媒大学出版社。２００６．　［５】邵培仁．传播　．北京：高等教育出版社，２０００．　【６】廖小平．价值观的代际分化及其本质帆．河南社会科学，２００５，１３　（３）：８８－９１．　好地发挥作用。　（注：本文系广东省高校思想政治教育重点课题“高校高　・［７】宋惠昌．当代中国价值观变革的基本趋势叨．中共中央党校学报，　２ｏｏ８。１２（５）：３１—３６．　２６・