Xsens虚拟动作捕捉技术在影视、游戏、动画中的应用

虚拟动作捕捉是一个技术术语，用于描述将真实人类运动转化为虚拟环境中的数字角色动画的技术。

在某些情况下，虚拟动作捕捉可以代表基于摄像头的系统，该系统使用人工智能和计算机视觉仅根据视频来预估身体运动。在其他的一些专业制作环境中，它也可以指代动作捕捉工作流程，其中表演者的动作实时应用于虚拟角色，数据可来自相机或可穿戴传感器又或是两者的组合。

这些方法的共同点是结果——捕捉真实的人体动作并立即驱动动画软件、游戏引擎或虚拟制作工具中的数字角色。不同之处在于运动数据的获取方式。

本文从实际应用角度解释了虚拟动作捕捉的类型、适用的场景以及该技术的实际使用案例，阐明了当今虚拟动作捕捉使用的主要方法，并展示了每种方法分别适用于现代动画、游戏开发和虚拟制作工作流程等情况的用例。

动作捕捉：主要方法

动作捕捉是记录人类运动并将其转化为数字动画的技术的总称。随着时间的推移，出现了不同的方法，每种方法都适合不同的工作流程和生产需求。了解这些类别有助于明确虚拟动作捕捉的适用范围。

当今最常见的动作捕捉类型有：

• 光学动作捕捉，使用摄像头和视觉跟踪来记录定义的捕捉空间内的运动

• 惯性动作捕捉，使用可穿戴传感器直接测量表演者的动作

• 基于视觉的动作捕捉，依靠人工智能和计算机视觉来预估标准视频中的动作

所有这些方法都旨在解决同一问题，捕捉可信的人体运动。区别在于如何捕获数据以及如何在生产中使用这些数据。

Xsens 实时惯性运动捕捉。

虚拟动作捕捉适用的方向

虚拟动作捕捉不是一种单独的捕捉技术。它描述了一种工作流程，其中捕获的运动通常是实时直接应用于虚拟环境中的数字角色身上。

这意味着虚拟动作捕捉可以由不同的底层技术提供支持。基于摄像头的系统、基于传感器的系统或混合设置只要结果是现场或近现场的数字表演都可以使用。

这个区别很重要。虚拟指的是运动数据的使用方式和位置，而不一定是指运动数据的捕获方式。

虚拟动作捕捉的工作原理

虚拟动作捕捉专注于捕捉真实的人体动作并将其直接应用于虚拟环境中的数字角色。这种运动的捕捉方式可能会有所不同，但在专业制作工作流程中，它通常由惯性运动捕捉技术提供支持。

惯性动作捕捉使用放置在身体关键点上的小型可穿戴传感器。这些传感器测量方向、加速度和角速度。之后，软件使用生物力学模型和算法在数字骨架上重建全身运动。

使用惯性技术的典型虚拟动作捕捉工作流程如下所示：

• 表演者穿着带有嵌入式惯性传感器的动作捕捉服

• 传感器无线传输运动数据以捕获软件

• 该软件在数字骨架上重建表演者的动作

• 可以在虚拟场景中实时预览运动或录制运动以供以后使用

• 动画数据被发送到游戏引擎或数字内容创建工具

由于惯性运动捕捉不依赖外部摄像头，因此该方法支持灵活的捕捉环境。表演可以在小空间、大舞台或现场录制，同时仍可将数据直接输入虚拟制作和动画工作流程。

视频游戏中的虚拟动作捕捉

在游戏开发中，虚拟动作捕捉允许团队快速制作游戏动画、战斗动作和角色交互。动画师可以直接在引擎中测试想法、优化时间并预览动作。

这对于需要高质量动画且无需完整光学工作室开销的独立和中型工作室来说尤其有价值。虚拟动作捕捉可帮助团队更快地从概念转变为可玩角色。

KONAMI在《寂静岭 f》中使用Xsens 惯性动作捕捉来捕捉游戏中角色的动作。

用于电影和虚拟制作的虚拟动作捕捉

对于电影、视觉特效和虚拟制作，虚拟动作捕捉通常用于预览、分块和实时可视化。导演和表演者可以看到数字角色在虚拟场景中实时移动，从而更快地做出创意决策。

由于虚拟动作捕捉是便携式的，因此可以部署在摄影棚、外景地或 LED 灯旁边，而不会影响制作进度。

《那不勒斯-纽约》中的Xsens 动作捕捉VFX 。

实时虚拟动作捕捉

虚拟动作捕捉的主要优势之一是实时反馈。表演者和导演可以看到立即应用于数字角色的动作，从而提高表演质量并减少返工。

数据质量和清理

现代虚拟动作捕捉系统非常注重数据质量。先进的生物力学模型和传感器融合算法可生成需要最少清理的干净运动数据。

这使得动画师可以花更少的时间来修复动作，花更多的时间来改进表演。

虚拟动作捕捉适合您的项目吗？

虚拟动作捕捉非常适合重视速度、灵活性和实时工作流程的团队。它可以从小型独立团队扩展到大型工作室流程，并与现有动画和引擎工具集成。

如果您的项目需要快速迭代、便携式捕捉和高质量结果，那么虚拟动作捕捉将非常适合您的工作流程。

使用 Xsens 进行虚拟动作捕捉

几十年来， Xsens一直是惯性动作捕捉领域的领导者，深受游戏、电影和现场制作领域专业人士的信赖。 Xsens虚拟动作捕捉解决方案旨在通过轻松的工作流程提供高质量的数据。

借助 Xsens，专业人士可以随时随地捕捉运动、实时预览结果，并无缝集成到现代动画流程中。