Judesių fiksavimas

Judesių fiksavimas (angl. motion capture, MoCap) – objektų ar žmonių judėjimo skaitmeninis registravimo procesas. Šis metodas taikomas itin plačiai: kariuomenėje, medicinoje, pramogų industrijoje, sporte, robotikoje ir kt. Kino ir kompiuterinių žaidimų kūrėjai judesių fiksavimo pagalba realių aktorių veiksmus paverčia į dvimačių ar trimačių objektų kompiuterinę animaciją. Kai technologija apima detalesnius veiksmus, veido išraiškas ir pirštų judesius, šis procesas gali būti tiksliau vadinamas atlikimo fiksavimu. Daugelyje sričių, judesių fiksavimas kartais vadinamas judesių sekimu, tačiau kino ir žaidimų industrijose, judesių sekimas paprastai apibūdina judėjimo sutapdinimą.

Judesių fiksavimo technika leidžia fiksuoti vieno ar kelių aktorių judesius daug kartų per sekundę. Ankstesnės technologijos buvo paremtos aktorių filmavimu keliomis kameromis, t. y. vaizdo fiksavimas iš skirtingų kampų. Apskaičiavus aktorių padėtį erdvėje, buvo kuriami trimačiai modeliai. Šis procesas gali būti, kaip priešprieša seniausiai technologijai – objektų kirpimui iš bet kokio fono – rotoskopijai, kuri buvo naudojama filmuose „Žiedų valdovas“ (The Lord of the Rings, 1978 m.) ir „Amerikos popmuzika“ (American Pop, 1981 m.). Nufilmuoti aktorių judesiai užfiksuoti kadruose, buvo perpiešti ranka.

Kameros judesiai taip pat gali būti skaitmeniškai fiksuojami, t. y. vaizdas gali būti priartintas ar atitolintas, o kamera keisti padėtį – kilti, slinkti ir t. t. Ši technologija leidžia kompiuteriniams personažams sukurtoms aplinkoms turėti tą pačią perspektyvą, kaip ir tikriems aktoriams, įprasta kamera nufilmuotiems realioje aplinkoje. Toks trimačių objektų įterpimas į realiai filmuotą vaizdo medžiagą, vadinamas kameros sekimu (angl. match moving).

Privalumai

Judesių fiksavimo technologija turi keletą privalumų, lyginant su tradicine trimate kompiuterine animacija:

• Greitesni realūs rezultatai. Trimačių modelių veiksmai kuriami įrašant realių aktorių judesius, todėl nereikia kurti veiksmų sekos kiekvienam kadrui. Tai padeda gerokai sutaupyti išlaidas.
• Skirtingai nuo tradicinės animacijos, judesių fiksavimo animacija gali būti pagaminama nepalyginamai greičiau. Taip užtikrinamas didesnis efektyvumas ir trumpesni gaminimo terminai.
• Darbo apimtis panaši kaip ir dirbant tradicine technika (kuriama aplinka, stilius, spalvos ir pan.), tačiau rezultatus itin smarkiai lemia ir aktorių profesionalumas.
• Paprasčiau kurti įvairias personažų fizines savybes (ugį, svorį), atkartoti judesius ar net jausmus.
• Norint sumažinti išlaidas, galima naudotis nemokamomis ar „trečiųjų šalių“ kurtomis programinėmis įrangomis.

Trūkumai

• Specifinė techninė įranga ir specialios programinės įrangos reikalingos apdoroti duomenis.
• Programinės įrangos kaina, įrenginiai ir personalas potencialiai gali būti neįperkami nedideliems projektams.
• Fiksavimo sistema gali turėti aukštų reikalavimų vietai, kurioje bus vykdomas fiksavimas, priklausomai nuo vaizdo kameros arba magnetinės deformacijos.
• Kai atsiranda problemų, geriau yra sceną pakartoti negu bandyti taisyti užfiksuotus duomenis. Tik kelios sistemos leidžia nuspręsti ar tikras esamas vaizdas turi būti perdarytas prieš užfiksuojant.
• Veiksmas, kuris nesilaiko fizinių dėsnių, negali būti fiksuojamas.
• Tradicinės animacijos technikos, tokios kaip veikėjo formos manipuliacija, pavyzdžiui, su suspaudimo ir ištempimo angl. squash and stretch) animacijos technika, pridedamos vėliau.
• Ilgesnis detalių, formų ir tekstūrų kūrimas.
• Jei kompiuterio proporcijos skiriasi nuo filmuojamo objekto, gali atsirasti artifaktų. Pavyzdžiui, jeigu filmuko veikėjas turi dideles, neproporcingas rankas, tai gali susikirsti su veikėjo kūnu, jeigu aktorius nėra atidus fiziniams judesiams.

Pritaikymas

Kompiuteriniuose žaidimuose judesių fiksavimas dažniausiai naudojamas animuojant sportininkus, kovos meistrus ir kitus žaidimų veikėjus. Tai yra daroma nuo 1995 metų, kuomet kompaktiniame diske buvo išleistas Atari Jaguar žaidimas Highlander: The Last of the MacLeods.

Filmuose judesių fiksavimas naudojamas, kuriant CG efektus, kai kuriais atvejais pakeičiant tradicinę animaciją, visiškai kompiuteriu sukurtoms būtybėms, tokioms kaip Golumas, „Mumija“ (The Mummy), „King Kongas“ (King Kong), Davy Jones iš „Karibų piratai“ (Pirates of the Caribbean), Na‘vi iš filmo „Įsikūnijimas“ (Avatar) ir Clu – iš „Tronas: palikimas“ (Tron: Legacy).

Pirmasis filmas, sukurtas naudojant judesių fiksavimo technologiją, buvo „Sinbad: Beyond the Veil of Mists“, nors prie jo dirbo ir daugybė veikėjų animatorių, tačiau šis filmas turėjo labai limituotą leidimą. „Fantazijos viršūnė: sudvasintieji“ (Final Fantasy: The Spirits Within) buvo pirmasis plačiai išleistas filmas, kurtas pirmiausia naudojant judesių fiksavimo technologiją.

„Žiedų valdovas: dvi tvirtovės“ (The Lord of the Rings: The Two Towers) buvo pirmasis vaidybinis filmas, kuriame buvo naudojama realaus laiko judesių fiksavimo sistema. Šis metodas leido aktoriui Andy Serkis daryti veiksmus, kurie buvo iš karto atliekami ir perkeliami į kompiuteriu sukurtą Golumo/Smygolo personažą.

Pradėjus kurti filmus, kurie gaminami naudojant vien kompiuterinę animaciją, visa animacijos pramonė pasidalino į dvi dalis: studijos, kurios naudoja judesių fiksavimą, ir studijos, kurios – nenaudoja. Iš trijų kandidatų 2006 metų Akademijos apdovanojimuose geriausio animacinio filmo kategorijoje, du nominantai „Namas Monstras“ (Monster House) ir laimėtojas „Linksmosios pėdutės“ (Happy Feet) naudojo judesių fiksavimo technologiją. Tik „Disney“–„Pixar“ filmas „Ratai“ (Cars) buvo animuotas be judesių fiksavimo technologijos. Animacijos studijos „Pixar“ filmo „La Troškinys“ (Ratatouille) kūrėjų sąraše pasirodė antspaudas, ženklinantis filmą užrašu „100 % tikra animacija – jokios judesių fiksavimo technologijos!“.

Judesių fiksavimas buvo pradėtas plačiai naudoti gaminant filmus, kuriais siekiama imituoti arba apytiksliai atkurti gyvo vaizdo kiną, su beveik fotorealistiniais, skaitmeniniais veikėjų modeliais. Filmas „Svajonių Traukinys“ (The Polar Express) naudojo judėjimo fiksavimą, kad aktorius Tom Hanks galėtų atlikti keletą skirtingų veikėjų vaidmenų (kuriuos aktorius dar ir įgarsino). 2007 metais animuoti skaitmeniniai veikėjai, kurių pasirodymai iš dalies buvo sukurti aktorių, naudojančių savo judesius ir balsą, buvo pritaikyti sagai „Beovulfas“ (Beowulf). James Cameron filme „Įsikūnijimas“ ši technika buvo naudojama kuriant Na‘vi gyvenamąją aplinką Pandoros planetoje. „The Walt Disney Company“ įsigijo Roberto Zemeckio filmą „Kalėdų Giesmė“ (A Christmas Carol), kuriame naudojama ši technika. 2007 metais „Disney“ įsigijo R. Zemeckio „ImageMovers Digital“ studiją, kuri gamina filmus naudojant judesio fiksavimo techniką, bet 2011 metais po nesėkmių virtinės ją uždarė.

Televizijos serialai, sukurti naudojant tik judesio fiksavimo technologija įtraukia „Laflaque“ Kanadoje, „Sprookjesboom“ ir „Café de Wereld“ Nyderlanduose, ir „Headcases“ Jungtinėje Karalystėje.

Virtuali ir papildyta realybė leidžia vartotojams sąveikauti su skaitmeniniu turiniu realiu laiku. Tai gali būti naudinga simuliacijoms mokymų metu, vizualinio suvokimo bandymams arba atliekant virtualias keliones 3D aplinkoje. Judesių fiksavimo technologija yra dažnai naudojama skaitmeninėse sistemose kuriant veikėjus realiu laiku.

Klinikinėje medicinoje judesių fiksavimas labiausiai pritaikomas eisenos analizei atlikti. Metodai leidžia gydytojams įvertinti žmogaus judesį per kelis biometrinius veiksnius, o ši informacija dažnai tiesiogiai transliuojama į analitinę programinę įrangą.

Filmuojant James Cameron filmą „Įsikūnijimas“ visos scenos buvo realiu laiku transliuojamos, naudojant Autodesk Motion Builder programinę įrangą, kad vaizdas būtų perdarytas taip, kaip bus rodomas ekrane. Jis leido režisieriui ir aktoriui pamatyti kaip viskas atrodys filme, kad būtų lengviau pakreipti filmą, kuris bus matomas žiūrovui. Šis metodas leido pamatyti būsimą vaizdą ir kampus, ko neįmanoma pamatyti iš anksto kurtoje animacijoje. James Cameron taip didžiavosi rezultatais, kad pakvietė net Steven Spielberg ir George Lucas į aikštelę pamatyti šią sistemą dar bekuriant filmą.

Atspindintys žymekliai, pritvirtinti prie odos, kad būtų galima nustatyti kaulėtus orientyrus ir 3D judesio kūno segmentus.

Metodai ir sistemos

Tyrimuose pradėtas naudoti 1970 ir 1980, ir išsiplėtė į švietimo, mokymo, sporto sritis, o patobulėjus technologijai, neseniai ir į kompiuterinę animaciją televizijoje, kine ir video žaidimuose. Atlikėjas nešioja žymeklius šalia kiekvieno sąnario tam, kad būtų atpažintas judėjimas kiekvienoje pozicijoje arba kampai tarp žymeklių. Akustiniai, inerciniai, LED, magnetiniai, atspindintys žymekliai, arba bet kurio iš jų kombinacijos yra sekamos mažiausiai du kartus norimu dažniu sumilimetruojant pozicijas. Sistemos sprendimas yra svarbus tiek erdvine, tiek laiko prasme, kadangi neaiškus judėjimas yra panaši problema kaip ir žema rezoliucija.

Optinės sistemos

Optinės sistemos naudoja duomenis iš vaizdo jutiklių, kad galėtų dalyti į trikampius (trianguliacija) objekto 3D veiksmą tarp vienos ar dviejų kamerų, kad sukurtų persidengiančias projekcijas. Duomenų kaupimas tradiciškai naudojamas naudojant specialius prie aktoriaus pritvirtintus žymeklius; tačiau naujesnės sistemos leidžia perduoti tikslius duomenis sekant paviršiaus savybes, nustatytas dinamiškai prie kiekvieno objekto. Sekant didelį aktorių skaičių arba plečiant judėjimo sritį, tikslas yra pasiekiamas naudojant daugiau kamerų. Šios sistemos teikia kiekvieno žymeklio 3 laisvės laipsnių duomenis ir sukimosi informacija turi būti numanoma iš trijų ar daugiau panašių žymeklių santykių orientacijos, pavyzdžiui, pečio, alkūnės ir riešo žymekliai nurodo alkūnės kampą. Naujesnės hibridinės sistemos derina išorinius inercinius daviklius su optiniais jutikliais, kad sumažintų judėjimo užkirtimą, didintų vartotojų skaičių ir pagerintų galimybę sekti judėjimą be būtinybės rankiniu būdu išvalyti duomenis.

Pasyvūs žymekliai

Šokėjas vilki specialų kostiumą, naudojamą optinėje judesių fiksavimo sistemoje.

Keli žymekliai yra pritvirtinti konkrečiuose taškuose ant aktoriaus veido optinio judesių fiksavimo metu.

Pasyvi optinė sistema naudoja žymeklius, padengtus specialiu šviesą atspindinčiu paviršiumi tam, kad atspindėta šviesa būtų gaminama prie fotoaparato lęšių. Kameros jautrumas gali būti nustatomas, todėl tik ryškaus atspindžio žymekliai gali būti užfiksuojami, nepaisant odos ir medžiagos.

Žymeklio masių centras yra apytiksliai apskaičiuojamas kaip dvimatis vaizdas, kuris yra užfiksuojamas. Kiekvieno vaizdo elemento pustonio vertė gali būti naudojama siekiant sub-vaizdo tikslumo, kai yra norima surasti masių centrą Gauso sistemoje. Objektas su žymekliais, prijungtais prie žinomų kūno padėčių, yra naudojamas kamerų tikslinimui ir jų padėčių nustatymams, kiekvienos kameros objektyvo iškraipymas yra matuojamas. Jeigu dvi tikrinamos kameros mato žymeklį, galima nustatyti trimatį vaizdą. Tipinė sistema susideda nuo 2 iki 48 kamerų. Norint sumažinti žymeklio keitimą, naudojama 300-tų kamerų sistema. Norint visiškai užfiksuoti aplinką, esančią aplink subjektą ir kitus objektus, reikalingos papildomos kameros.

Pardavėjai turi ribotą programinę įrangą, siekiant sumažinti žymeklių keitimą, nes visi pasyvūs žymekliai atrodo vienodai. Pasyvių žymeklių sistemos naudojimo metu, skirtingai negu aktyvių ar magnetinių sistemų, vartotojui nereikia dėvėti laidų ar elektroninės įrangos. Vietoj to, prie atspindinčios šviesą juostos yra pritvirtinami šimtai guminių kamuoliukų, tačiau juosta privalo būti keičiama periodiškai. Paprastai žymekliai yra pritvirtinami tiesiai prie odos (kaip biomechanikoje), arba yra prilipinami prie atlikėjo kostiumo, pagaminto su lykra, padengiančio visą jo kūną, kuris specialiai kuriamas judesio įrašymui. Šio tipo sistema gali užfiksuoti didelį žymeklių skaičių kadravimo metu, paprastai apie 120–160 kadrų per sekundę, nors sumažinus rezoliuciją ir stebint mažesnį aplinkos lauką, jie gali būti stebimi net 10 000 kadrų per sekundę.

Aktyvūs žymekliai

Aktyvios optinės sistemos vykdo trianguliaciją, apšviesdamos vieną diodą vienu metu labai greitai, arba naudoja programinę įrangą daugialypiams metodams, siekiant nustatyti jų santykines padėtis, šiek tiek panašias į astronavigaciją.

Televizijos serialo („Stargate SG1“) epizodai, siekiant vizualiųjų efektų, buvo gaminami naudojant aktyvią optinę sistemą, kuri aktoriui leido vaikščioti aplink rekvizitus, ko nebūtų galima padaryti naudojant neaktyvias optines sistemas.

Kompanija „ILM“ (Industrial Light & Magic) filme „Van Helsingas“ (Van Helsing) naudojo aktyvius žymeklius, kurie leido užfiksuoti filmo veikėjus – harpijas stambiose scenose, panašiai kaip kompanija „Weta Digital“ panaudojo aktyvius žymeklius filme „Beždžionių planetos sukilimas“ (Rise of the Planet of the Apes). Kiekvieno žymeklio stiprumas gali būti numatytas nuoseklioje fazėje, kurioje fiksavimo sistema suteikia išskirtinį kiekvieno žymeklio atpažinimą duotam kūno judėjimui pagal susidariusius kūno judėjimo netikslumus. Galimybė šiuo būdu atpažinti kiekvieną žymeklį yra naudinga, kuomet gauta informacija yra skubiai apdorojama kitomis. Alternatyvų žymeklių atpažinimo metodą galima gauti viską darant algoritmiškai ir papildomai tvarkant duomenis.

Laiko moduliuojami aktyvūs žymekliai

Aukštos rezoliucijos aktyvių žymeklių sistema su 3 600 × 3 600 rezoliucija bei 480 hercų galia, numatanti realaus laiko sublimetrines padėtis.

Aktyvių žymeklių sistema vėliau gali būti tobulinama atskirą žymeklį vienu metu strobuojant, arba stebint daugialypius žymeklius per tam tikrą laiką ir moduliuojant amplitudę arba ritmo plotį, numatant žymeklių skaitmeninę identifikaciją (ID). 12 megapikselių erdvines rezoliucijas moduliuojančios sistemos parodo labiau subtilius judesius negu 4 megapikselių optinės sistemos, turinčios didesnes laiko ir erdvines rezoliucijas. Režisieriai gali stebėti aktorių vaidybą ir judesio fiksavimo būdu pasiektus rezultatus realiu laiku. Unikali žymeklių indentifikacija (ID) sumažina apsisukimo vietą, panaikinant žymeklio keitimą ir užtikrinant daug tikslesnius duomenis nei pateikia kitos technologijos. Šviesos diodai ir radijo sinchronizacija leidžia naudoti judesių fiksavimą lauke prie tiesioginių saulės spindulių, įrašant nuo 120 iki 960 kadrų per sekundę. Kompiuteriu apdorotos moduliuotos skaitmeninės identifikacijos (ID) leidžia naudoti mažiau rankinio valymo arba filtravimą. Šios technologijos tikslumas ir rezoliucija reikalauja daugiau apdorojimo negu pasyviosios technologijos, tačiau papildomą apdorojimą atlieka kamera. Šios judėjimo fiksavimo sistemos, kurių sudėtyje yra 8 kameros su 12 megapikselių erdvine rezoliucija ir 120 hercų sistema, kiekvienam aktoriui paprastai kainuoja apie 20 000 dolerių.

Pusiau pasyvūs nepastebimi žymekliai

Klasikiniu modeliu paremtos didelio greičio kameros gali būti naudojamos atvirkščiai. Tokios programos, kaip Prakash, naudoja nebrangų šviesos diodą (LED) didelio greičio projektoriams. Ypatingai sukurti daugiafunkciniai šviesos diodų IR projektoriai optiškai koduoja erdvę. Vietoj buvusio atspindinčios ar aktyvios šviesos šalinimo diodų (LED) žymėjimo, sistema naudoja fotografiškai jautrias žymėjimo nuorodas, skirtas optinių signalų iššifravimui. Nuorodų kūrimas, jungiant foto jutiklius su scenos taškais, ypač padeda, kadangi nuorodos sąveikauja ne tik su jų pačių lokacijomis kiekviename konkrečiame taške, bet taip pat ir su jų pačių orientacija, įvykių apšvietimu bei atspindžiais.

Microsoft Kinect sistema, sukurta Xbox 360 žaidimų konsolei, projektuoja nematomą infraraudonųjų spindulių rėmą giluminio judesio perpratimui. Šios sekimo nuorodos veikia natūralaus apšvietimo sąlygomis ir gali būti nepastebimai prisiūtos ant drabužių ar kitų objektų. Sistema palaiko neribotą nuorodų kiekį scenoje. Kiekviena nuoroda išskirtinai atpažįstama sistemos, siekiant panaikinti žymeklio perpratimo nesklandumus.

Sistemai panaikinant greitaeigės kameros ir didelės spartos vaizdų tėkmę, reikalaujama ženkliai mažiau informacijos. Nuorodos taip pat aprūpina įvykių apšvietimo informacija, kuri gali būti naudojama scenų apšvietimo reguliavimui, įterpiant sintetinius elementus. Technika ypač tinka judesio, vykstančio esamuoju laiku, įamžinimui ar tiesioginiam virtualiųjų rinkinių (angl. virtual sets) transliavimui, tačiau tai dar turi būti įrodyta.

Be žymeklio

Besivystančios technologijos ir kompiuterinės regos tyrimai veda link spartaus „be žymeklinio“ (angl. markerless) požiūrio į judesio fiksavimą. Tokios programos vystomos Stanfordo ir Merilando universitetuose, MIT ir Max Planck institute. Jos nereikalauja, kad subjektai turėtų specialią įrangą sekimui. Ypatingi kompiuterių algoritmai yra taip pritaikyti, kad leistų sistemai analizuoti daugybę optinės įvesties srovių ir identifikuotų žmogiškąsias formas, jas padalindami į atskiras sudedamąsias dalis sekimui. Šios technologijos aplikacijos praplečia vaizduotę mąstant apie ateities kompiuteriją. Yra keletas komercinių judesio fiksavimo be žymeklio sprendimų, tokių kaip Organic Motion ir Xsens.

Ne optinės sistemos

Inercinės sistemos

Inercinės judesio fiksavimo technologijos yra paremtos miniatiūriniais inerciškais jutikliais, biomechaniniais modeliais ir sensorinės sintezės algoritmais. Judesio informacija dažnai yra perduodama belaidžiu būdu į kompiuterį, kuriame judesys yra išsaugomas ir peržiūrimas. Dauguma inercinių sistemų naudoja giroskopus sukimosi parodymų valdymui. Šie sukimaisi perkeliami į programą skeleto pavidalu. Panašiai kaip ir optiniuose žymekliuose, kuo daugiau vingių, tuo natūralesnė yra saugoma informacija.

Jokios išorinės kameros, spinduliavimo šaltiniai ar žymekliai nėra reikalingi reliatyviesiems judesiams, nebent to nori naudotojas. Inertiškosios judesio fiksavimo sistemos visiškai įamžina laisvus žmogaus judesius pilnais šešiais laipsniais esamuoju laiku ir gali suteikti ribotą krypties informaciją jei įtraukiamas magnetinis elgesio jutiklis, nors tai reiškia daug mažiau rezoliucijos ir imlumą elektromagnetiniam garsui. Inercinių sistemų naudojimo privalumai: nereikia ieškoti išeities; portatyvumas; daug erdvės fiksavimui. Inercinių sistemų naudojimo trūkumai: „plaukiojimas“, kai naudotojas atrodo tarsi marionetė tampoma už virvučių; žemesnis pozicinis tikslumas ir pozicinė tėkmė, kuri gali apriboti bėgant laikui.

Šios sistemos yra panašios į Wii valdiklius, tačiau yra jautresnės ir geresnės rezoliucijos. Jos gali laipsnių tikslumu nustatyti kryptį. Inercinių sistemų populiarumas auga nepriklausomų žaidimų kūrėjų gretose labiausiai dėl greito ir lengvo nustatymo. Skirtingų gamintojų kostiumų įvairovė siūloma jau dabar, o kainos kinta nuo $5 000 iki $80 000 USD. Ironiška tai, kad kostiumų už $5 000 sistemos naudoja naujesnius lustus ir jutiklius pasinaudodamos naujos kartos inertiškųjų jutiklių ir belaidžių įrenginių teikiama nauda.

Mechaninis judesys

Mechaninio judesio fiksavimo sistemos seka kūno sąnarius ir dažnai minimos kaip egzoskeleto judesio fiksavimo sistemos, pagal tai, kaip jutikliai yra prijungiami prie kūno. Atlikėjai prijungia struktūrą panašią į skeletą prie savo kūno, o jiems judant juda ir artikuliuojamos mechaninės dalys, matuojančios atlikėjo reliatyviuosius judesius. Mechaninio judesio įamžinimo sistemos nedaug kainuoja, nepriklauso nuo okliuzijų (užsikirtimų), yra belaidės ir gali fiksuoti neribotą kiekį informacijos. Įprastai standžiosios struktūros (tiesiosios metalo ar plastiko lazdelės) yra sujungiamos drauge su potenciometrais, kurie artikuliuoja į kūno sąnarius. Tokie kostiumai kainuoja nuo $25 000 iki $75 000, papildant išorine absoliutaus pozicionavimo sistema.

Magnetinės sistemos

Magnetinės sistemos nustato poziciją ir orientaciją pagal kintantį magnetinį trijų statmenų ričių srautą tiek ant siųstuvo, tiek ant kiekvieno iš imtuvų. Santykinė kiekvienos iš ričių voltų įtampos kaita leidžia šioms sistemoms apskaičiuoti tiek apimtį tiek orientaciją, kruopščiai matuojant stebėjimo apimtį. Sensoriaus išvestis yra 6DOF (6 laisvės laipsnių), kuri pateikia naudingus rezultatus naudojant dviem trečdaliais mažiau žymeklių nei optinės sistemos – po vieną ant viršutinės ir apatinės rankos dalies norint apskaičiuoti alkūnės poziciją ir sulenkimo kampą. Žymekliai nėra užstojami nemetalinių objektų, bet yra jautrūs magnetiniams ir elektriniams metalinių aplinkos objektų trukdžiams. Sensoriaus reagavimas yra netiesinis, ypač fiksuojamo ploto kraštuose. Fiksavimo apimtys magnetinio fiksavimo sistemose yra stipriai mažesnės nei optinio fiksavimo sistemose.

Susijusios technikos

Veido judesio vaizdo fiksavimas

Dažniausiai judesių atpažinimo įrangos pardavėjai siūlo žemos raiškos veido fiksavimą naudojant nuo 32 iki 300 žymeklių su aktyvia arba pasyvia žymeklių sistema. Visi šie sprendimai yra apriboti laiko, kurį užtrunka pritaisyti žymeklius, sukalibruoti pozicijas ir apdoroti duomenis. Galiausiai, technologija apriboja jų raišką ir kokybės lygius.

Aukšto tikslumo veido judesių fiksavimas, dar žinomas kaip atlikimo fiksavimas yra naujoji tikslumo karta ir yra naudojamas įrašyti sudetingesnius judesius žmogaus veide, norint užfiksuoti tikslesnes emocijas. Veido judesio fiksavimą galima išskirti į kelias skirtingas kategorijas, įtraukiant tradicinį judesio fiksavimą ir formų maišymu pagrįstus sprendimus, užfiksuojant faktinę aktoriaus veido topologiją.

Dvi pagrindinės technikos yra:

1. stacionari sistema su eile kamerų fiksuojančių veido ekspresijas iš keleto kampų ir naudojančios programinę įrangą sukurti trimatį veido paviršiaus tinklą;
2. sistema, naudojanti šviesos pluoštus apskaičiuoti paviršių pagal ryškumo, priklausomai nuo atstumo tarp subjekto ir šviesos, kaitą. Šie būdai yra apriboti filmuojančios kameros raiškos, objektų dydžio ir kamerų skaičiaus.

Radijo dažnių padėtis

Radijo dažnių padėties pozicionavimo sistemos tampa vis labiau naudojamos, nes nauja aukštesnių dažnių radijo įranga suteikia didesnį tikslumą nei senos radijo technologijos. Šviesos greitis yra 30 centimetrų per nanosekundę, taigi 10 gigahercų radijo dažnio signalas suteikia maždaug 3 centimetrų tikslumą. Matuojant bangos ilgio amplitudę yra įmanoma pagerinti raišką iki 8 milimetrų. Norint pasiekti optinių įrenginių raišką, reikalingi 50 arba daugiau gigahercų dažniai. Daugelis radijo dažnių mokslininkų mano, jog toks būdas niekada nebus pakankamai tikslus tinkamai fiksuoti judesiui.

Netradicinės sistemos

Alternatyvus būdas buvo išrastas aktoriui suteikiant neribotą galimybę judėti naudojant besisukančią sferą, kurioje sumontuoti sensoriai fiksuojantys judesius taip pašalinant papildomų kamerų poreikį. Nors ši technologija potencialiai galėtų būti pigesnė judesio fiksavimo alternatyva, besisukanti sfera geba fiksuoti tik viena nenutrūkstama kryptimi. Norint užfiksuoti ką nors papildomai, papildomi sensoriai turėtų būti tvirtinami prie aktoriaus.

Dar viena alternatyva yra 6DOF – (6 laisvės laipsnių) judesio platformos naudojimas su integruota 360 laipsnių galvute su aukštos raiškos optine judesio fiksavimo sistema norint pasiekti tokį patį efektą. Fiksuojamas subjektas gali judėti neribotoje erdvėje imituojant skirtingas nevienodas aplinkas. Panaudojimas galimas medicininėje reabilitacijoje pusiausvyros treniruotėms, biomechanikos moksle ir virtualios realybės technologijose.

Judesių fiksavimas Lietuvoje

Lietuvoje yra vienintelė profesionali judesių fiksavimo studija Baltijos šalyse „Mocap“. Studija įrengta plataus judesių fiksavimo paslaugų spektro teikimui televizijai, kinui, kompiuterinių žaidimų kūrėjams ir medicininiams bei moksliniams tyrimams atlikti. Darbo aikštelės-judesių fiksavimo zonos dydis yra 20 kvadratinių metrų, kas užtikrina aktorių, kaskadininkų, atlikėjų judesių laisvę dirbant su judesių fiksavimo sistema.

Šioje studijoje naudojant judesių fiksavimo technologiją buvo kuriamas žaidimas Collapse.

Taip pat skaitykite

• Animacija
• Tradicinė animacija
• Stop kadras
• Kompiuterinė animacija