動作捕捉技術(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畫特效制作的技術(shù)，如今與近年來飛速發(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》里充滿痞氣的毛絨熊、甚至《阿凡達》里的納美部落公主……電影里那些經(jīng)典虛擬形象生動的表演總是能打動觀眾，而它們被賦予生命的背后都源于一項重要的科技技術(shù)——動作捕捉。

攝影棚中，幾十個高速攝影機捕捉現(xiàn)實演員的動作后，再將這些動作還原并渲染至相應(yīng)的虛擬形象身上。這個過程的技術(shù)運用即動作捕捉，英文表述為Motion Capture。

這個于上世紀70年代就被利用于電影動畫特效制作的技術(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，即近年來飛速發(fā)展的傳感器技術(shù)。

當傳感器的尺寸被制作得越來越小、價格越來越低，動作捕捉從原有的光學(xué)動捕類別之外，發(fā)展出新的門類：慣性動捕。

相比于前者是利用高速攝影機捕捉人身上安裝的mark點來反算肢體動作。后者的技術(shù)核心，則是利用無線慣性傳感器組合輔以數(shù)據(jù)融合算法來采集人的動作姿態(tài)，并利用無線傳輸呈現(xiàn)在電腦或移動設(shè)備上。

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

在生產(chǎn)基于傳感器的慣性動捕設(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訪，介紹了他們對動作捕捉技術(shù)的運用領(lǐng)域，以及該技術(shù)在虛擬現(xiàn)實、可穿戴智能設(shè)備中的價值。

動作捕捉：從電影動畫走向可穿戴智能設(shè)備

“如果是五年前，我們可能都無法想象基于傳感器的動作捕捉技術(shù)可以被運用到更大規(guī)模的領(lǐng)域，比如體育訓(xùn)練和醫(yī)療健康。因為傳感器的尺寸、精度和成本都達不到要求。”戴若犁在介紹慣性動捕的市場機會時如此總結(jié)。

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

這套北美售價為149美元的、面向高爾夫球手的設(shè)備，借助動作捕捉和模式識別算法，通過手機應(yīng)用向球手顯示相應(yīng)的動作數(shù)據(jù)，比如他們的揮桿節(jié)奏、桿頭速度、桿頭軌跡和擊球時的桿面的角度等。當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)水準提供直接的幫助。

戴若犁稱，公司之所以要在企業(yè)級的電影動畫制作和消費者級別的市場中同時發(fā)展，是因為前者可以刺激公司將產(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)可以被運用到更大規(guī)模的市場和人群。

尤其在目前可穿戴智能設(shè)備高速發(fā)展的領(lǐng)域，如果能整合動作捕捉、模式識別等算法或添加內(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算，而是可以提供更多的動作數(shù)據(jù)的記錄、分析、統(tǒng)計，比如籃球運動員可以了解本場比賽的持球時間、投籃次數(shù)、運球次數(shù)、奔跑時間甚至命中率等各類數(shù)據(jù)。

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

據(jù)戴若犁介紹，目前已向國外一家做可穿戴設(shè)備的大型知名上市公司進行了算法技術(shù)授權(quán)。國內(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，另一個動捕運用的產(chǎn)業(yè)則是更大規(guī)模的醫(yī)療行業(yè)。比如國內(nèi)的一些醫(yī)療實驗室就在和諾亦騰聯(lián)合開發(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)生來目測病人的步態(tài)和體征，那么動作捕捉的設(shè)備則借助數(shù)字化的精密測量方式更客觀地進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和診斷，以此反映病人的治療效果。

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

革命性領(lǐng)域：虛擬現(xiàn)實游戲

在戴若犁看來，從更前沿的視角出發(fā)，動作捕捉真正能夠產(chǎn)生革命性價值的領(lǐng)域?qū)Q生在虛擬現(xiàn)實游戲。

能讓人們沉浸在虛擬現(xiàn)實中的游戲會將玩家?guī)氲揭粋€新的游戲世界中。在那里，沒有鼠標鍵盤，玩家仿佛置身于一個完全由自己動作主宰，并隨著相應(yīng)動作變化而激發(fā)出相應(yīng)游戲效果的虛擬現(xiàn)實場景中。

在實際的演示中，戴若犁就穿上了一套裝有動作捕捉模塊的馬甲和手套，當他的手進行揮動時，屏幕中的游戲人物也隨之揮動手臂并觸發(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作技術(shù)不同，利用傳感器實現(xiàn)的動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景向更自由的場景延伸，此外，動作上的精度也能產(chǎn)生質(zhì)的提升。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)得到大規(guī)模運用取決于兩個條件，首先是顯示，即顯示在人們面前的虛擬場景要讓人們感覺到真的置身在一個新的場景中。另一個條件就是交互技術(shù)，好的交互手段不會讓人們感覺到自己還在現(xiàn)實世界當中。比如當自己通過顯示設(shè)備進入了一個虛擬魔幻世界時，如果此時要操作鼠標或者鍵盤，那么這種交互方式依舊是在提醒用戶自己還在真實世界里。

在當前的行業(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。低價的設(shè)備解決了虛擬現(xiàn)實游戲的第一個設(shè)備門檻，從而也刺激了更多游戲廠商愿意開發(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，超過70個游戲可采用該設(shè)備進行體驗。但是大多數(shù)游戲依舊需要玩家利用游戲搖桿或鍵盤，交互方式未得到改變的場景下，游戲體驗仍無法達到質(zhì)的改變。[!--empirenews.page--]

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

“技術(shù)成熟后，我們需要說服更多的游戲公司考慮采用動捕技術(shù)，比如動視暴雪、藝電、Zynga，甚至騰訊等。當行業(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)一的標準，那么虛擬現(xiàn)實游戲的發(fā)展速度將遠遠超過大家的想象?？赡茉谝荒甑臅r間里，就會產(chǎn)生讓大家驚嘆的狀態(tài)。其中端游這個市場將最先受到?jīng)_擊?！?/p>

顛覆性的虛擬現(xiàn)實游戲會遇到什么樣的難題？“消耗體力可能是一個障礙。你知道，現(xiàn)在的宅男恨不得只需要動動手指就能操作。那么，對于動捕而言，這些問題都還需要解決?！?/p>