又稱動態(tài)捕捉，是利用外部設(shè)備來對人體結(jié)構(gòu)的位移進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和姿態(tài)還原的技術(shù)。它廣泛應(yīng)用于軍事、娛樂、體育、醫(yī)療、計(jì)算機(jī)視覺以及機(jī)器人技術(shù)等諸多領(lǐng)域。在電影制作和電子游戲開發(fā)領(lǐng)域，它通常記錄人類演員的動作，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字模型動作，并生成二維或三維的計(jì)算機(jī)動畫。[1]

動捕技術(shù)已經(jīng)有100多年的歷史，它的前身“轉(zhuǎn)描機(jī)技術(shù)”最早由馬克思·弗雷歇爾（Max Fleischer）約在1914年發(fā)明，該技術(shù)可以將演員的表演錄制到一個(gè)透明的平面上，然后逐幀追蹤他們的動作。1937年迪士尼利用此技術(shù)制作了《白雪公主與七個(gè)小矮人》（Snow White and The Seven Dwarfs ）、《灰姑娘》（Cinderella）等。而轉(zhuǎn)描技術(shù)被中國動畫廣泛應(yīng)用是1941年第一部動畫電影《鐵扇公主》。

1960年現(xiàn)代動捕之父Lee Harrison發(fā)明了Animax，再到1990年《指環(huán)王》（The Lord of the Rings）首次將動捕拍攝帶到現(xiàn)場，動作捕捉與計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)相遇。動作數(shù)據(jù)的易得性使動作捕捉技術(shù)快速發(fā)展，并相繼被完整、大規(guī)模地運(yùn)用到游戲與電影行業(yè)。

海外游戲開發(fā)商通常有一條成熟的生產(chǎn)流水線幫助提升制作動畫的質(zhì)量、效率和全球化團(tuán)隊(duì)的協(xié)同生產(chǎn)。例如頑皮狗（Naughty Dog）用Vicon+Maya制作了《美國末日》（The Last of Us），圣莫尼卡工作室（SIE Santa Monica Studio）用Vicon+Maya + MotionBuilder制作了《戰(zhàn)神》（God of War）等。

xMoCap?應(yīng)運(yùn)而生

隨著3A游戲、虛擬人、VR等項(xiàng)目的增多，行業(yè)對高質(zhì)量角色動畫的需求越來越大，制作團(tuán)隊(duì)的隊(duì)伍也日益龐大，需要在一定周期內(nèi)生成數(shù)量多、質(zhì)量高的角色和動畫。之前騰訊互娛內(nèi)部沒有基于動作捕捉的游戲動畫生產(chǎn)管線，但由于公司各個(gè)工作室對動作捕捉需求量非常大，全球異地協(xié)作需要，及全球居家辦公常態(tài)化...

我們把項(xiàng)目中的挑戰(zhàn)總結(jié)為三個(gè)：

1、如何讓大型團(tuán)隊(duì)緊密協(xié)作高效生產(chǎn)？

2、如何在既定周期內(nèi)生產(chǎn)大量的角色和動畫數(shù)據(jù)？

3、如何保證角色和動畫的質(zhì)量？

于是NExT Studios自研的xMoCap?——3A級標(biāo)準(zhǔn)動捕動畫生產(chǎn)管線應(yīng)運(yùn)而生，集角色綁定、動作捕捉、動畫工具、資產(chǎn)管理及動捕數(shù)據(jù)庫為一體，支持大型團(tuán)隊(duì)協(xié)作、云端海量資產(chǎn)管理、高保真3D角色動畫生產(chǎn)，符合3A游戲的開發(fā)需求。從2018年到現(xiàn)在，經(jīng)歷數(shù)次技術(shù)迭代，目前已經(jīng)在公司內(nèi)部10+工作室和20+項(xiàng)目中使用，至今累計(jì)生產(chǎn)了25,000+條動捕數(shù)據(jù)和2,250,000+秒動畫。

xMoCap?一氣呵成

如果把整個(gè)動畫生成過程比作一幢房子的建造過程，房子的地基需要足夠的結(jié)實(shí)，并且材料標(biāo)準(zhǔn)，才能經(jīng)歷地震風(fēng)吹雨打而屹立不倒。xMoCap?的地基是綁定和動捕硬件，先用綁定工具生成控制器，然后完成數(shù)據(jù)采集，同時(shí)發(fā)布器到資產(chǎn)管理器，再用動捕工具箱進(jìn)行動捕數(shù)據(jù)處理，這樣就生成了標(biāo)準(zhǔn)的動畫角色。最后用動畫工具箱進(jìn)行數(shù)據(jù)精修，最終導(dǎo)出到UE。

整個(gè)流水線能夠高度自動化，釋放人力，讓藝術(shù)家專注于生產(chǎn)，發(fā)揮自己的創(chuàng)造力。

綁定

綁定，是3D動畫制作流程中的一項(xiàng)重要的環(huán)節(jié)。模型在制作完成后，需要綁定師（或設(shè)置師）對模型添加骨骼與控制器，并對骨骼的權(quán)重進(jìn)行合理的分配后，由動畫師操控控制器來進(jìn)行三維動畫制作。[2]

xMoCap?擁有各種類型的綁定工具，可以幫助動畫師提高工作效率。Rigging Tools Box（綁定工具集）可以自動創(chuàng)建控制器和快速創(chuàng)建附加控制器，也支持從Maya插件mGear/Advanced Skeleton和3ds Max Character Studio創(chuàng)建出來的骨骼作為模版，一鍵自動創(chuàng)建兩足或者四足控制器。

http://t.cn/A6XrHlN6

創(chuàng)建兩足或四足控制器視頻

動捕數(shù)據(jù)

依托NExT旗下的xLab動作捕捉實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)備和動捕現(xiàn)場解決方案，xMoCap?同時(shí)覆蓋了硬件和軟件，將現(xiàn)場動作捕捉和后期動捕數(shù)據(jù)處理無縫集成到一起，從而實(shí)現(xiàn)“一站式”輸出。我們有良好的聲學(xué)環(huán)境和消音設(shè)施，并提供現(xiàn)場動捕和面捕技術(shù)支持，提供動捕數(shù)據(jù)修復(fù)和重定向服務(wù)，并提供面捕數(shù)據(jù)的線上咨詢服務(wù)。

目前市面上沒有一個(gè)DCC插件支持多個(gè)主流動捕設(shè)備進(jìn)行動捕數(shù)據(jù)處理，xMoCap?可以自動檢測Vicon、OptiTrack、Xsens等主流動捕設(shè)備，并自動處理數(shù)據(jù)。

資產(chǎn)管理器

Asset Library（智能資產(chǎn)管理器）可以查看服務(wù)器的角色，附帶的 “Asset Creator”可以用來發(fā)布資產(chǎn)，一鍵快速傳遞不同的角色動畫數(shù)據(jù)?；趐erforce的云端數(shù)據(jù)管理，保證了美術(shù)人員拿的都是最新的數(shù)據(jù)，可以做到協(xié)同開發(fā)。

xMoCap?資產(chǎn)管理器的標(biāo)準(zhǔn)化資產(chǎn)賦能了所有的工具集，讓團(tuán)隊(duì)協(xié)同開發(fā)更加高效，管理更加智能，具有以下功能：

1）資產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化

2）動畫數(shù)據(jù)一鍵重定向

3）資產(chǎn)同步

4）快速更新綁定

5）自動提示資產(chǎn)版本更新

6）刪除和添加服務(wù)器資產(chǎn)

7）動捕數(shù)據(jù)處理依靠資產(chǎn)管理器

8）項(xiàng)目動捕數(shù)據(jù)資產(chǎn)查詢

http://t.cn/A6XrH3dW

資產(chǎn)管理器介紹視頻

以NExT的自研項(xiàng)目《重生邊緣》為例，因?yàn)榇蟛糠謭F(tuán)隊(duì)成員目前都在上海居家辦公，團(tuán)隊(duì)之間都是通過“資產(chǎn)管理器（綁定，動畫和靜態(tài)模型）云端發(fā)布→同步資產(chǎn)使用→搜索云端資產(chǎn)和數(shù)據(jù)上傳”這一流程，實(shí)時(shí)同步大幅提升了美術(shù)師的效率和準(zhǔn)確性，真正意義上做到了降低溝通成本和高效協(xié)同開發(fā)，建立了一套標(biāo)準(zhǔn)、成熟的管理體系。

動畫生產(chǎn)

當(dāng)采集完動捕數(shù)據(jù)后，xMoCap?會對動捕數(shù)據(jù)自動清理，再進(jìn)行數(shù)據(jù)重定向，進(jìn)入項(xiàng)目閉環(huán)動畫生產(chǎn)。我們有多樣化的實(shí)用動畫工具可以幫助動畫師加速精修。

http://t.cn/A6XrHgkW

動捕數(shù)據(jù)一鍵生成角色動畫

至此，我們已經(jīng)對動捕的歷史，以及xMoCap?的整個(gè)工作流程有了了解。下期文章我們會針對xMoCap?作為“動捕動畫生產(chǎn)全流程管線”的與眾不同的特性一一詳解，敬請期待下期推送！

參考：[1] 維基百科“動作捕捉”條目：https://zh.wikipedia.org/wiki/動作捕捉

[2]百度百科“綁定”條目：

https://baike.baidu.com/item/綁定/9747568