Захоплення руху: Як програмне забезпечення оживляє персонажів
Хіба можна забути визначні виступи з використанням технології захоплення руху, як, наприклад, Голлум у виконанні Енді Серкіса чи Смауг, якого зіграв Бенедикт Камбербетч?
Зйомка руху, або мокап, є процесом фіксування фізичних рухів людей або об’єктів за допомогою спеціальних костюмів, камер та датчиків. Мета цього процесу – зафіксувати рух.
Отримані дані потім обробляються за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення. Саме тут цифрові персонажі, такі як Смауг і Голлум, набувають життя.
Що являє собою програмне забезпечення для захоплення руху?
Програмне забезпечення для захоплення руху – це інструменти, що дозволяють записувати анімацію, застосовувати її до цифрових моделей персонажів та відтворювати сцени плавно і точно. Ці інструменти можуть бути загальнодоступними, розробленими сторонніми компаніями (як платними, так і безкоштовними) або ж пропрієтарними, тобто розробленими для конкретної компанії.
Сьогодні я поділюся списком програмних рішень, які спростять процес анімації персонажів у ваших фільмах та відеоіграх.
Значення програмного забезпечення для захоплення руху в індустрії розваг
Сфери застосування програмного забезпечення для захоплення руху поширюються на медицину, спорт, розваги та навіть військові потреби. Воно також відіграє важливу роль у розвитку комп’ютерного зору та робототехніки.
Однак найбільш помітним є його застосування у сфері розваг, зокрема у кіноіндустрії та розробці відеоігор.
Серед нещодавніх гучних прикладів використання технології захоплення руху варто відзначити епічний фільм Джеймса Кемерона “Аватар 2: Шлях води” та AAA-гру Red Dead Redemption 2 від Rockstar.
Для кінематографістів
Мокап дозволяє режисерам створювати високоякісні анімаційні фільми з неймовірно реалістичними рухами персонажів. Захоплення руху часто використовується на етапі підготовки до зйомок для попередньої візуалізації, оживляючи розкадрування.
Костюми для мокапу, датчики для обличчя та спеціальні камери дозволяють фіксувати кожен нюанс фізичних рухів актора, включаючи міміку та жести.
Для розробників ігор
Анімація на основі захоплення руху – це швидкий та ефективний спосіб для розробників ігор створити великий набір рухів для своїх персонажів.
Деякі інструменти мокап, такі як Unreal Engine, дозволяють створювати реалістичні ігри з відкритим світом, доступні для дослідження гравцями.
Для аніматорів
Програмне забезпечення для захоплення руху допомагає аніматорам заощадити час, який вони б витратили на повторювану анімацію. Воно надає точні дані про рухи, які використовуються для моделювання персонажів та їхніх дій.
Деякі анімаційні студії, такі як Pixar, використовують власне програмне забезпечення RenderMan. Його застосовували у таких відомих голлівудських блокбастерах, як “Парк Юрського періоду”, “Історія іграшок”, “Аватар”, “Титанік” та “Володар перснів”.
Як програмне забезпечення для захоплення руху допомагає створювати рухи?
Існує чотири основні методи використання технології захоплення руху:
- Оптичний пасивний: використовує інфрачервоні камери для відстеження пасивних ретровідбивних маркерів. Це найпоширеніший і найгнучкіший метод.
- Оптично активний: застосовує спеціальні камери для відстеження світла від світлодіодних маркерів.
- Відео/без маркерів: цей метод повністю покладається на програмне забезпечення, замість використання маркерів.
- Інерційний: використовує інерційні датчики (IMU), які носить об’єкт. Дані передаються бездротовим зв’язком на комп’ютер або інший пристрій. Камери служать лише для локалізації.
Давайте розглянемо деякі з найкращих програм для захоплення руху.
Студія Rokoko
Rokoko Studio – це популярне програмне забезпечення для захоплення руху, яке спрощує процес анімації, зводячи захоплення руху до трьох кроків: захоплення, експорт або трансляція.
Програмне забезпечення дозволяє записувати, редагувати та транслювати анімацію персонажів, отриману за допомогою обладнання Rokoko. Rokoko є безкоштовним для 3 користувачів і пропонує необмежене хмарне сховище та перегляд даних у реальному часі.
Однак, інструменти Rokoko не можуть використовуватися без Rokoko Studio. Цей інструмент збирає необроблені дані з Rokoko Face Capture, Smartgloves та Smartsuit Pro. Потім Studio обробляє ці дані за допомогою складних інверсних кінетичних моделей та фільтрів, створюючи високоякісну анімацію.
Основні функції:
⭐ Завантаження готових анімаційних ресурсів з бібліотеки рухів Rokoko
⭐ Підключення та трансляція в 3D-моделювальні програми, такі як Blender, Unreal, Maya тощо.
⭐ Підтримка всіх форматів, варіантів каркаса та сітки
Studio пропонує потокову передачу в реальному часі без додаткових затримок у такі програми для 3D-моделювання, як Maya, Unreal, Unity та Blender.
OptiTrack Motive
OptiTrack Motive покращує відстеження скелета в складних умовах. Motive може керувати понад 10 скелетами або 300+ об’єктами в реальному часі.
Програмне забезпечення для захоплення руху має точність позиціонування +/- 0,2 мм, затримку < 9 мс та точність обертання +/- 0,1 градус. Motive обробляє дані з камер OptiTrack, надаючи 3D-позиції, ідентифікатори маркерів, дані обертання та високоточне відстеження скелета.
Основні функції:
⭐ Активне та пасивне відстеження
⭐ Вбудована підтримка Plug and Play для основних цифрових пластин AMTI, Bertec і Kistler
⭐ Точне маркування та відстеження скелета навіть при наявності перешкод
Безкоштовна пробна версія не надається. Необхідно придбати ліцензію, яка дає один рік оновлень. За кожен додатковий рік потрібно платити окремо.
Студія Wonder
Wonder Studio від Wonder Dynamics – це програмне забезпечення для захоплення руху на основі штучного інтелекту, яке автоматизує процеси анімації, освітлення та композиції CG-персонажів у сценах живої дії.
Можна завантажити CG-модель у кадр або всю сцену, і система автоматично визначить частини та слідкує за актором у процесі зйомки.
Технології штучного інтелекту Wonder Dynamics вже використовують відомі голлівудські студії. Повідомляється, що брати Руссо використовують цей інструмент у своєму майбутньому фільмі “Електрична держава” з Крісом Праттом і Міллі Боббі Браун у головних ролях.
Основні функції:
⭐ Розширене перенацілювання для легкого масштабування CG-персонажів
⭐ Wonder Studio AI автоматизує 80-90% роботи з VFX
⭐ Безкоштовні 3D-персонажі від спільноти художників
Wonder Studio спрощує процес інтеграції CG-персонажа у сцени з живими акторами, але вимагає спеціальних технічних навичок та знань. Також, для окремих або невеликих студій це програмне забезпечення може бути дещо дорогим.
Autodesk MotionBuilder
MotionBuilder від Autodesk – це програмне забезпечення для 3D-анімації персонажів, що пропонує широкий спектр інструментів для коригування нюансів руху моделі з високою швидкістю, точністю та узгодженістю.
Це програмне забезпечення для захоплення руху в реальному часі має інтерактивний та налаштовуваний інтерфейс. Він допомагає записувати, редагувати та відтворювати складні анімації персонажів. MotionBuilder широко використовується професіоналами, які працюють як з традиційною ключовою анімацією, так і з захопленням руху.
MotionBuilder також має інтерактивні робочі процеси з попередньо створеними рухами для 3D-анімації персонажів.
Основні функції:
⭐ 3D-двигун у реальному часі для створення реалістичних рухів
⭐ Повна інтеграція з 3D-моделювальними програмами Maya та 3D Max
⭐ Вбудовані інструменти для редагування, що дозволяють швидко налаштовувати анімацію
MotionBuilder є популярним програмним забезпеченням для анімації захоплення руху, але може бути дорогим для невеликих студій та окремих аніматорів.
FreeMoCap
Якщо ви шукаєте безкоштовне програмне забезпечення для захоплення руху, FreeMoCap – це хороший варіант. Інструмент був розроблений Джоном Меттісом як простий інструмент для лабораторних досліджень і згодом перетворився на широкомасштабний публічний проєкт.
Free Motion Capture Project (FreeMoCap) надає безкоштовне дослідницьке програмне забезпечення для захоплення руху без маркерів.
Можна підключити цей інструмент до безкоштовних інструментів з відкритим кодом, таких як Blender, щоб точно записувати 3D-рухи людей, тварин, роботів та інших об’єктів.
Основні функції:
⭐ Програмне забезпечення для захоплення руху з веб-камери
⭐ Повна інтеграція з 3D-моделювальними програмами, такими як Blender
⭐ Зручний інтерфейс
FreeMoCap – це надійна система захоплення руху, яку можуть використовувати різні спільноти, зокрема 3D-аніматори, розробники ігор, автори короткометражних фільмів, а також спортсмени, науковці, інженери та лікарі.
iPi Soft
iPi Motion Capture від iPi Soft – це програмне забезпечення для захоплення руху, яке відстежує 3D-рухи людського тіла та створює 3D-анімацію. Інструмент підтримує готові мокап-камери, датчики глибини, датчики обличчя та контролери руху.
Можна створювати реалістичні анімації за лічені хвилини та експортувати їх у різних форматах. Підтримується інтеграція з Blender, Second Life, Autodesk Maya, Collada, iClone та іншими інструментами.
Основні функції:
⭐ Плагін для Unreal Engine 5.0
⭐ Підтримка різних форматів експорту
⭐ Зручний інтерфейс
iPi Motion Capture не вимагає високоякісного програмного чи апаратного забезпечення і добре працює навіть з відеоматеріалом, знятим без костюма мокап.
iClone Motion Live
iClone Motion Live – це повноцінна платформа для мокапу. Вона дозволяє підключати потоки даних руху з різних пристроїв і одночасно анімувати 3D-персонажів.
Програмне забезпечення для захоплення 3D-руху спрощує анімацію в реальному часі. Вона має вбудовані можливості для анімації персонажів із Character Creator, Daz Studio або інших джерел.
Motion Live – це міст між обладнанням для захоплення руху та iClone, який створює “Профіль” для вибраного обладнання. Анімації можна експортувати у формати BVH або FBX.
Основні функції:
⭐ Синхронне захоплення рухів усього тіла
⭐ Зберігання даних у окремих треках руху для зручного редагування
⭐ Інтеграція з Cartoon Animator 4
Цей інструмент використовується у невеликих проектах, оскільки він є доступним і підтримує різні пристрої для захоплення руху рук, обличчя та тіла.
Adobe Character Animator
Adobe Character Animator відстежує рухи та вирази обличчя актора, анімуючи персонажів у реальному часі. Програма дозволяє здійснювати пряму трансляцію з використанням мікрофона та веб-камери.
Character Animator працює на основі штучного інтелекту Adobe Sensei, що допомагає перетворити будь-яке зображення на анімованого персонажа. Можна імпортувати графіку з Adobe Creative Cloud, зокрема з Adobe Photoshop або Adobe Illustrator, або почати роботу з вбудованими шаблонами персонажів.
Рухи можна зберігати як тригери для спрощення процесу анімації та керувати жестами за допомогою клавіатури або MIDI-пристрою, але ця функція відсутня у безкоштовному плані.
Основні функції:
⭐ Створення власного персонажа за допомогою Puppet Maker
⭐ Швидкий експорт анімації
⭐ Призначення клавіатурних комбінацій жестам для редагування
Character Animator використовують як великі голлівудські студії, так і творці онлайн-контенту.
Xsens Motion Capture
Xsens Motion Capture – це програмне забезпечення, яке полегшує моделювання та анімацію персонажів, фіксуючи рухи та вирази в будь-якому середовищі.
Програма пропонується у двох версіях: MVN Animate для створення фільмів та розробки ігор, та MVN Analyze для досліджень, медицини та спорту. Також доступні хмарні рішення для зберігання та обробки даних.
Основні функції:
⭐ 3 варіанти апаратного забезпечення: MVN Link, MVN Awinda та MVN Awinda Starter
⭐ Хмарні рішення для зберігання та обробки даних
⭐ Інтеграція з MotionBuilder, Unreal Engine, Unity, Autodesk Maya, Houdini тощо
Режисери та розробники ігор використовують це програмне забезпечення для захоплення руху, щоб оцифрувати рухи та створювати плавну анімацію. Фізіотерапевти використовують цей інструмент для отримання інформації, необхідної для покращення самопочуття та продуктивності спортсменів і пацієнтів.
Заключні слова
З розвитком технологій, можливості захоплення руху вже не обмежуються лише кіно та іграми. Сьогодні ця технологія широко застосовується в науці, медицині та спорті.
Оскільки все більше людей дізнається про переваги захоплення руху, попит на програмне забезпечення для захоплення руху буде зростати.
Анімація захоплення руху не є повною заміною традиційної анімації, а спрощує її процес, дозволяючи записувати анімацію, застосовувати її до персонажа і відтворювати сцени за лічені години, а не дні.
Вибір програмного забезпечення залежить від вашого бюджету та вимог до анімації. Якщо вам потрібен базовий інструмент для досліджень, вибирайте FreeMoCap. Він є безкоштовним і простим у використанні.
Якщо ви плануєте великий проект, наприклад, фільм з використанням живих акторів та комп’ютерної графіки, оберіть Rokoko Studio або Wonder Studio.
Далі ознайомтеся з найкращим програмним забезпеченням для анімаційної графіки.