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【物理普及】电影和游戏动作特效怎么做,请看这里!

环球物理2018-12-03 08:06:58

“动作捕捉”在现代影视和游戏的制作过程中是一项非常重要的工程,但往往也非常有趣。你在屏幕上看到的各种表情丰富、形态逼真的数字角色,它们背后往往有一个张牙舞爪的特效演员。




先来看一下前段时间热映的《猩球崛起3》。这样一部以数字角色为主角的影片,动捕自然也就成了拍摄关键。演员们穿上紧身服,在动捕设备的辅助下,为数字角色提供动作模板。


“动作捕捉”主要由两大部分组成,上面看到的是身体动作捕捉,还有一种是面部动作捕捉。后者更为精细,也是观众在第一时间能接触到的最直观的表演,就像你用手指翻出一朵花,也不如一个眼神来的传神。凯撒的动捕演员是安迪·瑟金斯,他身体的一举一动,面部的表情细节,都会转化到凯撒身上。你看到的影像可能是一段代码创造的美丽幻影,但支撑在其背后的还是这些实实在在的演员。



安迪·瑟金斯还是《指环王》中咕噜的动捕演员。这个面目可憎、眼球凸出、喜欢自言自语的霍比特人,面部表情极为丰富,给观众留下了深刻的印象。咕噜的成功,一方面得益于安迪·瑟金斯的倾力演出,另一方面要归功于制作方成熟的动作捕捉技术。下图水印中的"维塔工作室",是全球最顶级的视觉特效工作室,曾为《金刚》、《指环王》、《霍比特人》等诸多作品提供特效。



你可能已经看到了,这些动捕演员身体上、脸上都贴很多"小白点"。这些小白点其实就是动捕过程的关键所在:传感器这些传感器会固定在人体关键的运动部位,例如手脚关节,用来定位跟踪人体的运动信息。但它本身并不会记录参数,而是需要额外的设备来辅助完成:信号捕捉设备。信号捕捉设备负责记录下传感器带来的运动信号。对于光学动捕系统,信号捕捉设备就是高分辨率的红外摄像机,工作过程就像人用望远镜在黑夜中观察远处的信号弹一样。



由传感器和信号捕捉设备获得的运动参数,将传输到计算机中做进一步处理。将这些数据与三维模型相结合,才能形成我们所看到的数字角色。换句话说,动作捕捉是骨骼,而模型创建和后期渲染为骨骼披上了美丽的外衣。


还是以《猩球崛起3》为例,影片中的特效场景占全部的95%,负责特效制作的维塔工作室需要花费1.9亿小时进行CPU渲染,共投入998名工作人员。精细程度甚至达到了猩猩身上每一根毛发都要去建模。



所以拍摄这样一部电影,技术、人力、资金缺一不可,不是国内某些片请几个流量明星就可以号称最大的CG电影了。



而对于游戏,动作捕捉的应用使游戏中人物的动作、表情更加真实,游戏体验大幅提升。没有动捕的游戏,动作僵硬,表情呆滞,就像廉价的充气娃娃,基本靠脑补。



加入动捕的游戏,有如脱胎换骨灵魂深入骨髓,一时不知是人间还是幻境。



游戏中的动作捕捉过程与电影基本相同。但电影是静态的,不存在与人交互的环节,可以投入大量人力进行细致入微的建模和手动调整。游戏则不同,因为存在即时操作的随机性以及受限于机器性能,很难达到电影级别的真实程度,但其对游戏表现力的提升作用依然不可小觑。下面为大家介绍几个动作捕捉在游戏应用中的出色案例。



01

《黑色洛城》



这款由《GTA》系列开发商Rockstar在2011年推出的犯罪侦探游戏,面部动作捕捉方面达到了非常高的水准。事实上,细腻真实的面部表情也是该游戏的主要卖点,玩家需要对角色进行"察言观色",读取肢体语言,判定他是否说谎。



《黑色洛城》是制作组Team Bondi的处女作。在这款游戏中,没有使用传统的贴点进行面部动作捕捉,而是用到了一种叫做"MotionScan(动作扫描)"的更为先进的捕捉技术。


在拍摄过程中,使用了32台高分辨率摄像机完全覆盖演员面部,每两台拍摄一部分,然后将这些画面拼合在一起,形成3D模型。尽管还不足以捕捉到所有细节,但人物面部肌肉的运动、眼神变化等都已经表现的足够详细。



一个比较有意思的细节,因为游戏中面部动作捕捉和身体动作捕捉不是同时进行的,所以你可能会发现人物的肢体动作有时候和表情不能完全匹配。



MotionScan技术由Depth Analysis提供,它是Team Bondi的姐妹公司,和R星也有很深的合作关系。整个游戏的面部动捕,共动用了超过400名演员。说到底,这是一个烧钱项目,除了R星,很少再有厂商敢这样大手笔。限于成本原因,这项技术也没有得到更多的应用。所以直到现在也没有哪个游戏的面部表情,能够超越《黑色洛城》。




02

《超凡双生》



近年来互动电影式游戏大为流行。这种游戏剧情第一,动作其次,玩家往往只需要在游戏中按照提示做几个简单的操作,而大部分时间都在观看剧情动画。目前能代表互动电影游戏最高水平的,当属《暴雨》和《超凡双生》这两个姊妹篇。


《超凡双生》于2013年在PS3上发售,讲述一个拥有特异能力的女孩跨越十五年的人生。



法国工作室Quantic Dream邀请了《盗梦空间》中女演员Ellen Page来担任主角,游戏中人物的形象和动作都是基于她的动捕来完成的。


《超凡双生》拥有号称当年最大规模的动作捕捉,资金投入达到2700万美元,接近一部好莱坞大片的水平,整个游戏过程堪称电影级别的观赏体验。



《超凡双生》使用了典型的光学式动作捕捉设备。演员身着紧身服,上面布有LED灯作为传感器,脸上也粘满密密麻麻的传感器。



游戏中几乎所有的场景都通过动作捕捉进行了还原。这也是为什么其工作量会如此之大。



当然kiss也是真的在kiss。这一个点上真实演员和动捕演员倒是无差别。



我个人还是非常喜欢Ellen Page的表演的。通过下面这个官方视频,你可以更清楚的了解《超凡双生》中的动作捕捉过程。如果有机会,请一定要体验下这款神作。





03

《荣耀战魂》



游戏火不火,和游戏好不好玩,从来就没有任何关系。育碧的这款冷兵器多人对战游戏,虽然发售之初就因服务器问题饱受诟病,但从来没有人拿游戏质量说事,动作表现更是达到了惊人的高度。


先来看几个处决斩首的场景,这些画面在游戏发售前给玩家带来了极大震撼。


(友情提示:未成年人、心脏病患者、晕血者……别看!别看!)



《荣耀战魂》以勘称次世代的动画技术,一举打破了欧美厂商不会做ACT的论断。它的厉害之处在于,人物动作大开大合却足够细腻真实,而且动作过渡极为流畅。如果你见识过《上古卷轴5》里的打击感,就知道《荣耀战魂》有多么牛笔了。


动作捕捉只是游戏里动画制作的最基本程序。如何利用这些捕捉到的数据创造出好看的动画效果,就能体现出各厂的差距了。育碧在《荣耀战魂》中用到的技术名为"Motion Matching",被称为下一世代动画技术的起点。



它首先使用动作捕捉制作大量的动画,记录每个动作的关键信息位置,例如手脚位置、重心变化、运动方向等等,然后将这些信息量化存储。之后机器会自动检测当前的状态,然后从数据库里检索出符合要求的量化信息,从而快速生成一段高度流畅的动作动画。


可以看出这种技术不仅表现精确,而且效率大大提高,不需要为每个场景都进行动作捕捉,并能够提供大量"神似形不似"不的动作模型。


这里有一段模拟"在拥挤人群中穿过"时的动作,很是有趣。



动作捕捉在几乎所有的大型3D游戏中已经成了家常便饭。除了产生良好的视觉效果外,作为幕后花絮出现的它们,也往往能给普通玩家带来不少的乐趣,一窥游戏制作的幕后真容。日后你也能"自豪"的说,我在游戏里玩过某位某位明星了……


比如《巫师3》中啪啪啪的场景,也使用了真人拍摄。不像游戏里的浪漫,现场貌似很尴尬,尤其是旁边你的同事还在偷拍……



《FIFA 18》请来了C罗来进行动作捕捉。(左为真人,右为游戏画面)



搜集资料的时候发现当年小罗为《FIFA 7》拍的动作捕捉,很有意思,分享给大家。



凯文·史派西出演《使命召唤13》中的大反派。



一把年纪穿着紧身服感觉很滑稽⋯



"小拇指"则在《量子破碎》中出演了反派,基本都是本色出演。



在游戏中想要好的演出效果,动作捕捉只是一个基础必需条件。演员水平、动作指导、后期调整都有很大的影响。这也就是为什么,一套动捕设备谁都可以租用,但做出来的效果有的如真人演绎,有的却如僵尸跳舞。


所以技术是好技术,但能够利用好技术做出好作品的人才是最重要的。

一 END


来源:奇点科技

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