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熊哥有话说

从咕噜到隔空取物 动作捕捉技术让游戏超乎想象

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从咕噜到隔空取物 动作捕捉技术让游戏超乎想象

《复仇者联盟2:奥创纪元》即将于5月12日正式引爆国内市场,除了钢铁侠、美国队长、雷神等老牌大咖继续参演之外,奥创、红女巫、快银以及幻视等全新角色的到来也令整部电影尽显新意。值得注意的是,反派角色物理学家尤利西斯-克劳(Ulysses Klaw)的短暂亮相,有望为漫威宇宙后期计划的超级英雄电影《黑豹》做铺垫。


安迪-瑟金斯真人出镜扮演尤利西斯-克劳,有望引出“黑豹”安迪-瑟金斯真人出镜扮演尤利西斯-克劳,有望引出“黑豹”

漫威宇宙浩瀚,不认识尤利西斯-克劳不足为奇。或许这个角色的扮演者——安迪-瑟金斯更值得去关注。这个漫威宇宙的反派角色是安迪-瑟金斯少见的真人出镜的表演角色之一,他过往所参与的演出基本上都是采用动作捕捉技术+虚拟角色的模式,比如《指环王》中的咕噜,《猩球崛起》中的凯撒,有“全球动作捕捉第一人”的美称。


从诞生至今,动作捕捉已经成为电影制作中必不可少的技术手段,成为真实化虚拟角色的重要“推手”。 此外,该项技术也广泛应用于游戏行业,鲜活角色,增进虚拟游戏体验。我们不妨一起走进动作捕捉技术的世界,来看看它到底是如何做到以假乱真的吧!



动作捕捉技术追根溯源

图为《阿凡达》中的动作捕捉拍摄和最终效果对比图为《阿凡达》中的动作捕捉拍摄和最终效果对比


那么到底什么是动作捕捉技术呢?动作捕捉,英文为 Motion-Capture,简称 Mo-cap。从技术的角度来说,动作捕捉的实质就是测量、跟踪、记录物体在三维空间中的运动轨迹。参与演出的人员必须穿戴满布传感器的特殊服装,在充满特殊摄影机和灯光的片场中采集面部表情、肢体等“动作”,然后将这些数据通过计算机移植到虚拟角色身上,使其呈现出真人出镜表演一般的逼真效果。


在欧美国家,这项技术已经广泛地应用在电影和游戏的制作中。从电影圈的《指环王》《阿凡达》等好莱坞视觉大片到《波斯王子》《最后的生还者》等游戏,我们都能看到这一技术赋予游戏和电影的全新视界。


动作捕捉技术小简史动作捕捉技术小简史

罗马不是一天建成,动作捕捉技术进入到完全成熟阶段也经历了漫长的进化。在早期的动画和游戏制作中,技术团队采用的是一种名为逐帧转描(rotoscope)技术。该项技术是由美国的动画制作人兼电影导演马克斯·弗莱舍于1914年发明,主要是通过绘制人员逐帧临摹演员的表演片段,为角色提供真实的动作范本。迪斯尼于1937年出品的动画电影《白雪公主》便采用了这种技术。这种手段确实让虚拟角色“立体”起来,但问题是为了至臻完美,动画师需要不断参考视频片段,吃透这些场景中的表演,耗时又耗力,对于电影和游戏这类快消费品而言,这种技术应用起来难免有些吃力。


技术的变革带来的好处之一便是提升工作效率。动画师们显然也感觉到逐帧转描技术存在的限制,经过前人的奠基和后人的努力,动作捕捉技术出现了质的飞跃,不断完善进步,成为了一种常见的制作手段。


而在《泰坦尼克号》大导演詹姆斯-卡梅隆的旷世奇作《阿凡达》的推动下,动作捕捉技术又迈向了新的高峰,《阿凡达》率先采用了“表演捕捉”,借助于头戴式摄像头以及改进的软件算法,捕捉内容扩充至多个演员、脸部表情和嘴唇动作,完美解决了演员面部表情高精度采集的问题,此后,头戴式摄像头就成为了动作捕捉的标配。



无法绕开的“动作捕捉第一人”——安迪-瑟金斯


“动作捕捉第一人”——安迪-瑟金斯出演咕噜“动作捕捉第一人”——安迪-瑟金斯出演咕噜

提到动作捕捉技术,无论如何也不绕不开安迪-瑟金斯(Andy Serkis)。这位寂寂无闻的英国舞台剧演员偶然被《指环王》系列的导演彼得-杰克逊挖掘,在动作捕捉技术的辅助之下,成功诠释了《指环王》系列中贪婪而阴险的咕噜。如果说,J.R.R.托尔金(《指环王》系列的作者)为咕噜描绘了骨骼,那么安迪-瑟金斯就为其注入了灵魂。咕噜这一角色的所有面部表情和肢体动作,甚至于声音都是捕捉自安迪-瑟金斯,毫不夸张地说,没有他细腻生动的表演,咕噜根本就无法活灵活现地出现在大银幕之上。



咕噜的成功逐步奠定了安迪-瑟金斯作为“动作捕捉第一人”的地位,此后便一发不可收拾,先后参与了《金刚》《丁丁历险记》等好莱坞大片,正是在安迪-瑟金斯的精湛演技的助推下,动作捕捉这个纯技术工种华丽地蜕变成为一种独特的表演艺术,完美地将瑰奇的想象转化为真实的表演语言,令人叹为观止。


安迪-瑟金斯在《猩球崛起》系列电影中奉献出了教科书级的表演,获得影评人和观众的一致称道。“人们以为通过动作捕捉技术扮演一只猩猩,仅仅只是模仿他们的动作那么简单。但凯撒最有力量的那一刻,恰好是他平静时。这与咕噜一样,表演的重点是眼神”,瑟金斯在采访时表示。这番话触及了到一个深层次的话题,就算技术再发达,也无法替代角色自然而然散发的神韵,而瑟金斯正式这个让虚拟角色生动起来的灵魂人物。

     

然而,令人遗憾的是,奥斯卡的那一帮老学究并不认可这样的表演方式,安迪-瑟金斯至今都未入围过任何奥斯卡表演奖项。但在千千万万影迷心目中,他早已是无冕之王,奥斯卡这座小金人迟早都要还!


安迪-瑟金斯在《猩球崛起》奉献了教科书级的表演安迪-瑟金斯在《猩球崛起》奉献了教科书级的表演

动作捕捉技术让游戏角色更生动


电影行业出了个安迪-瑟金斯,那么游戏圈就有奥利弗-霍利斯(Oliver Hollis)。从《光晕:周年纪念版》(Halo: Anniversary )中的士官长(Masterchief)到《黄金眼:007重制版》(GoldenEye 007 remake)中的詹姆士-邦德,奥利弗-霍利斯已经为众多标志性游戏角色进行过动作捕捉演出。


纵观奥利弗-霍利斯的履历,他曾参与了不少电影的动作捕捉工作,比如像《钢铁侠2》《哈利波特与凤凰社》,甚至还有国内的《满城尽带黄金甲》。而游戏与电影在诸多地方都极为相似,出色的人物、华丽的特效和扎实剧情都是不可或缺的。因此不难理解动作捕捉技术在游戏行业的广阔应用前景。

《波斯王子》的动作表现在当时堪称一绝《波斯王子》的动作表现在当时堪称一绝


在上世纪80年代,动作捕捉这个概念简直就是闻所未闻。但游戏人还是想到了利用动作捕捉的早期雏形——逐帧转描的技术来还原角色真实的动作形态。《波斯王子》绝对是其中的佼佼者,向往影视制作的乔丹·麦克纳的首款游戏《空手道》大受欢迎之后,开始着手创造第二款游戏《波斯王子》,他利用摄像机拍摄演出攀爬、跳跃、滚地,跑动等一系列动作,并将这些动作逐祯应用到游戏的图形引擎中,逼真程度在当时令人叫绝。


第一代《波斯王子》那些精彩纷呈的动作为后续的作品起到了良好的示范作用,大大增强了玩家的真实感和代入感。而进入成熟使用阶段的动作捕捉技术无疑为玩家的体验更添厚重感,诸如《光晕:致远星》《最后的生还者》《全面战争:幕府将军2》等大型游戏都不同程度采用了动作捕捉技术进行制作。《最后的生还者》甚至已经达到了全程动作捕捉的高度,这也是该作获得极致好评的一个重要因素。


《最后的生还者》全程启用动作捕捉技术《最后的生还者》全程启用动作捕捉技术

虽然动作捕捉耗资不菲,但像《最后的生还者》这种全程动捕模式全程确实有其必要性。正如动作捕捉工作室 House of Moves 业务开发经理吉米-科兰(Jimmy Corvan)所言,进行电影艺术性质的全动作捕捉需要投入额外精力和开销,这样才能捕到演员最具人性化的瞬间。


反观国内厂商在宣传上都打着动作捕捉的旗号,但实际的效果却是差强人意。大家通常看到的就是游戏中的人物动作僵硬,面无表情,跟 NPC 对话永远都像对着木偶一样。哪来的动作和表情可言?但是,也有不少国内厂商开始注重这一问题,去年火爆的动作手游《太极熊猫》便采用了真人动捕技术,实际效果还是要比同类作品高出不少。


动作捕捉技术在混合现实中使用价值,带来超乎想象的交互体验


动作捕捉技术在游戏行业的应用不仅限于打造更为生动的角色,它在混合现实中的应用将是未来游戏行业的一个新鲜趋势。


混合现实技术是虚拟现实技术的进一步发展,该技术通过在虚拟环境中引入现实场景信息,在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路,以增强用户体验的真实感。对应到游戏行业来讲,即是将玩家的现实形态引入到虚拟的游戏世界之中,远远超过一般的游戏所能给予的体验。


Kinect诞生具有非凡意义Kinect诞生具有非凡意义

微软于2009年推出的 XBOX360 体感周边外设 Kinect,融入了动作捕捉技术、影像辨识、麦克风输入、语音辨识等功能,使得玩家在游戏中切水果、打坏蛋,双手即可飙赛车,打飞机等等。这种体感式操作的创新意识可谓是前所未见的,动作捕捉技术在其中起到了关键重要,通过获取更加真实的动作形态,让玩家在现实中的感官动作完美地延伸到虚拟的游戏之中,从而形成更加强烈的代入感和视觉冲击力,彻底改变人们对于游戏的认知。


而当下流行的 Oculus rift、Google Glass 等可穿戴设备同样需要借助动作捕捉技术才能完成完整的游戏过程。头戴设备主要是用于显示,引领玩家进入到虚拟的场景。而另一个关键点就在于如何在这些游戏场景实现交互,这时候玩家需要带上可进行动作捕捉的物件(类似于手套之类,手柄和键盘只会给虚拟体验减分)采集动作数据,从而实现与虚拟环境的交互。


这种交互方式跟 Kinect 等类似外设又有着天然的区别,通过配套的交互设备实现的动作捕捉和头戴式显示设备双剑合璧,将能使游戏从客厅或固定场景(Kinect 存在一个感应范围)延伸到更广阔的场景,达到“幕天席地”的游戏体验。(注意:这与手机游戏又存在区别,这里专指这类虚拟游戏)此外,动作上的精度也能产生质的飞跃。


未来的游戏形态应该如此未来的游戏形态应该如此

值得注意的是,基于 Oculus rift 技术打造的三星 Gear VR 依然需要借助键盘或手柄实现与游戏场景的交互。但纵观未来的发展,虚拟游戏的发展肯定会朝着前面所述的方向稳步推进。如果基于传感器的动作技术捕捉能在游戏中大规模运用,虚拟现实游戏的交互问题也就迎刃而解了。这也是来自国内的诺亦腾公司一直努力的方向。


诺亦腾现已经生产出来的针对高尔夫球运动者的 mySwing 产品,借助动作捕捉和模式识别算法,通过手机应用向球手显示挥杆节奏、杆头速度、杆头轨迹和击球时的杆面的角度等动作数据,当这些信息传递给球手,再结合相应的教练建议,则能为球手提高技术水准提供直接的帮助。


公司联合创始人、首席技术官戴若犁相信,“一旦技术成熟后,我们需要说服动视暴雪、艺电等游戏公司考虑采用动捕技术,当行业的参与者共同将资金和技术的成本降低,并形成一套统一的标准,那么虚拟现实游戏的发展速度将远远超过大家的想象。”(注:该段内容截取自戴若犁2013年的采访)


贾霸