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2.1 VR/AR互动娱乐媒体开发平台

VR/AR互动娱乐媒体开发平台即全球业界领先的虚拟现实、增强现实、娱乐互动系统开发平台,有法国达索系统的3DVIAVirtools虚拟现实项目开发平台、法国Total Immersion公司的D’Fusion增强现实项目开发平台、美国PlayVision公司的playmotion大型互动娱乐项目开发平台、英国NaturalMotion公司的Endorphin角色动画生成系统,此外还有Unity、Reallusion、TechViz、EONStudio、GeomagicFreeFormModeling、boujou等知名厂商与品牌,致力于用最好的平台、最先进的技术、最高效的团队服务大中华区AR、VR和互动娱乐客户。

2.1.1 虚拟现实项目开发平台

虚拟现实项目开发平台——法国达索系统的3DVIAVirtools是一套整合软件,可以将现有常用的档案格式整合在一起,如3D模型、2D图形或音效等。3DVIAVirtools是一套具有丰富的互动行为模块的实时3D环境虚拟实境编辑软件,可以让没有程序基础的美术人员利用内置的行为模块快速制作出许多不同用途的3D产品,如网际网络、计算机游戏、多媒体、建筑设计、交互式电视、教育训练、仿真与产品展示等。

法国拥有许多技术尖端的小型三维引擎或平台公司,而Virtools公司所开发的三维引擎成为微软XBox认可系统,其特点是方便易用、应用领域广,它能让没有程序基础的美术人员通过内置的行为模组快速生成自己想要的游戏类型。

3DVIAVirtools制作具有沉浸感的虚拟环境,它对参与者生成诸如视觉、听觉、触觉、味觉等各种感官信息,给参与者一种身临其境的感觉,因此是一种新发展的、具有新含义的人机交互系统。3DVIAVirtools有一个设计完善的图形使用者界面,是使用模块化的行为模块撰写互动行为元素的脚本语言。这使得使用者能够快速地熟悉各种功能,包括从简单的变形到力学功能等。使用3DVIAVirtools可以制作出许多不同用途的3D产品,如网际网络、计算机游戏、多媒体、建筑设计、交互式电视、教育训练、仿真与产品展示等。

2004年Virtools推出了VirtoolsDev2.1实时三维互动媒介创建工具,随即被引进到中国台湾地区,在台湾地区得到迅速发展,并引进到中国大陆。越来越多的多媒体技术公司开始应用Virtools开发其产品。许多大型游戏制作公司,如EA和SONYEntertainment,都使用Virtools快速地制作游戏产品的雏形,而且有很多游戏从头到尾都是用Virtools进行开发的。虽然中国大陆的Virtools的应用刚刚起步,但是前景十分看好,水晶宫和奇士等公司已经开始应用。

新一代的VirtoolsDev3.0整合了许多最新的技术,在有效地提升互动3D研发环境以及不牺牲任何质量的情况下降低成本并且确保产品的上市时间。法国达索系统公司发布的3D VIAVirtools4.1版本主要对原来高度互动的3D应用进行了改进和提高,并且产品将调整为3DVIA下面的一个品牌。此产品版本对虚拟现实开发和体验平台(VR)以及人工智能模块(AI)部分进行了比较大的改进。

3DVIAVirtools5虚拟现实软件提供了革命性的产品生命周期管理、最直觉的图形化程序界面、最真实的多样化虚拟体验。3DVIAVirtools5虚拟现实软件的全方位3DforAll开发平台的革新为个人计算机、游戏机、局域网络以及网际网络的3D研发和部署带来了全新的解决方案,充分展现了法国达索系统集团(DassaultSystémes)为全方位用户提供高性能3D软件的决心。

3DVIAVirtools5虚拟现实软件的开放结构支持多种3D文件格式。3DContent Capture外挂工具支持大多数通用的DCC软件格式(3dsMax、Maya、XSI、Lightwave、Collada),以便于输入或输出3DXML文档,使即时3D技术的应用变得更轻松整合。

通过全新的PCS(Product-Context-Scenario)方式,Virtools5提供了使用者更便捷的整合设计、分享和体验高互动的3D内容。其在PCS方式下采用非常直观的方式呈现3D内容,因而能使所有参与研发的专业或非专业人士体验到产品和环境,提供了便捷的整合沟通与分享三维体验的开发平台。有了PCS,使用Virtools5LifePlatform就可以很轻松地开发诸如驾驶、购物、产品测试维护和行销市调等虚拟体验内容。

除此之外,3DVIAVirtools5虚拟现实软件还延伸了3D内容的体验范围,包括Microsoft Windows和AppleMacOS系统的计算机、MicrosoftXbox游戏机和SONYPSP游戏控制器、3DOffice和3DXEPlayers支持局域网络播放、3DLifePlayer支持网际网络分享,还可以利用VRLibrary将作品整合至沉浸式的VR系统中。这样广泛的应用范围增加了内容呈现的多样性,并且为不同需求的使用者提供了一种整合开发与分享体验3D内容的强大解决方案。3DVIAVirtools5虚拟现实软件如图2-1所示。

图2-1 3DVIAVirtools5虚

3DVIAVirtools5虚拟现实软件是独特而成熟的开发系统,将3D物件视为单独的元件,并可以使与3D物件相关联的资料分离出来作为单独的元件,进行制作任务的分配和重复使用,在这种灵活结构之下可以让开发者为物件添加模组化的行为并且轻松、高效率地进行管理。

开发者只需要在一个直觉式图形开发界面中拖曳行为模组即可产生丰富的、具有高质量图像和互动性的应用程序。对于高阶的程序开发人员而言,3DVIAVirtools5提供了SDK和程序语言VSL(VirtoolsScriptingLanguage),通过相应的API界面可以创建自行定义的互动行为模组和应用程序。

在3DVIAVirtools5虚拟现实软件中通过外挂模组套件即可扩充丰富的互动应用,例如复杂的Physics物理学模组、AI人工智能、Multi-users多用户制作和编辑环境等,另外还包括使用者自行撰写的行为程序应用,让创意需求无限扩充。Virtools5虚拟现实软件强大的绘图引擎可以让开发者制作更多令人震撼的视觉特效,使用更多高阶的面画渲染技术(Shaders 3.0、HLSL和CgFX、DX9.c以及OpenGL2.0)。

由于物件独立于资料和脚本,开发者可以借由3DVIAVirtools5虚拟现实软件更经济地同时开发多种应用模组,进而缩短产品上市的时间。有了Virtools的700余种可重复使用的行为模组文件更可以有效地缩短研发时间。3DVIAVirtools多重的工作方式(人机交互界面、VSL、SDK)使非专业的开发者和高阶程序设计人员都可以组合复杂的行为模组来创造丰富的互动程序应用,即使应用程序越来越复杂,脚本也依然易于管理。过去需要一年多开发时间的应用程序,现在仅仅需要几个月即可完成。

采用3DVIAVirtools5虚拟现实软件为开发轴心可以组织一个具有美术与程序人员最佳平衡的开发团队。由于其具有强大的功能,大大优化了互动3D应用的开发,根据经验, Virtools虚拟现实软件客户都明显地降低了开发的成本。3DVIAVirtools虚拟现实软件独特的开发过程可以让制作团队协同工作,可重复使用的3DVIAVirtools行为模组使研发工作便于管理,更能确保开发团队在专案制作流程中的优化,也使专案制作更加科学与便捷。

3DVIAVirtools5虚拟现实软件产品具有以下特色:基于独立物件、资料和行为的编程系统,通过组合物件和行为模组创建应用程序;直觉式图形开发界面、即时视觉化窗口、图形化编程;支持可程序Vertex顶点和Pixel像素的Shaders着色技术;用高度直觉的PCS方式创造具有高互动性的逼真体验;利用VirtoolsScriptingLanguage(Virtools脚本语言)或VirtoolsCSDK进行多层级编程,轻松使用定制功能、定制设备、定制2D和3D文档格式以及第三方技术。

3DVIAVirtools5虚拟现实软件包含下面5个关键元件:以视觉化的编辑方式和流程图的思维方式进行开发应用的GraphicalUserInterface(图形化使用者界面),用于执行互动式应用的BehaviorEngine(行为引擎),用于即时绘图的RenderEngine(绘图引擎),无须C编程即可创建低阶功能的VirtoolsScriptingLanguage(Virtools脚本语言),以及用于创造自定义行为模组与应用的SDK。

3DVIAVirtools5虚拟现实软件图形化使用者界面包括以下内容。

(1)3DLayout(即时3D编辑器):用来显示即时3D环境内容。

(2)图形工具列:用于进行作品中3D物件、灯光、摄影机和curves(曲线)的预览、创建、编辑、选择和操作。

(3)新建和编辑灯光、摄影机、材质、贴图、网格和路径的工具。

(4)在虚拟环境中进行物件的平移、旋转、缩放操作和预览。

(5)拖曳行为模组至2D和3D物件。

(6)组合现有行为模组,以打包或合并方式重复使用。

(7)图解式的行为模组脚本编辑方式,有助于便捷、有效地创造互动应用内容。

(8)ScriptDebugger(脚本调试器):可以对应用程序进行优化。

(9)EntitySetupTools(实体设置工具):用来对任一物件及其关联脚本的参数编辑。

(10)AttributeManager(属性管理器):可迅速设置和修改多个物件属性数值。

(11)ActionManager(操作管理器):用来编写一些常用的函数,以快捷键的方式执行一些预定义的操作或依指令执行。

(12)HierarchyManager(层级管理器):显示物件的树状视图。

VirtoolsScriptingLanguage是一种强大的脚本语言,可以在Virtools5的Schematic editor图形脚本编辑器中提供脚本关键字智慧颜色显示(intelligentcoloringsystem)、自动上下文区分提示(context-sensitivecompletion)及函数参数显示(functionargumentsdisplay)功能,可以进行相应的代码编写与运行,以提高脚本的执行效率,完成部分SDK的功能。除了用于脚本互动部分的撰写与运算以外,VSL还可以用于创作方式下操作功能的扩展,提高Virtools本身开发环境的制作效能。VSL提供了完整的Debug调试功能,支持脚本运行的breakpoint中断点、变数和数值编辑的监测以及分步调试(支持调试的stepinto/out方式)。

3DVIAVirtools5虚拟现实软件行为引擎可以执行内建或自行定义的行为脚本。Virtools5基本的行为模组包括以下几类:Cameras(摄影机)、Characters(角色)、Collisions(碰撞)、Controllers(控制器)、Grids(网格)、Interface(界面)、Lights(灯光)、Logics(逻辑)、Materials-Textures(材质和贴图)、Meshmodifications(网面修改)、Narratives(作品故事相关)、Optimizations(优化)、Particles(粒子)、Sounds(声音)、Shaders(着色器)、Visuals(视觉特效)、Web(网页)、WorldEnvironments(虚拟环境)等。Virtools行为模组资料库可通过SDK开发或Virtools用户群的开发进行扩充。

3DVIAVirtools5虚拟现实软件绘图引擎为3D图像和角色动作提供高质量的即时着色绘图,具有下列特性:支持工业标准(DirectX和OpenGL),支持各程序Vertex顶点和Pixel像素的Shaders着色技术(DX9.c、OpenGL2.0、HLSL、CgFX、ShaderModel3),支持3D模型物件和动作(通过3dsMax、Maya、XSI、Lightwave和Collada外挂输出),有条件提供与绘图引擎相关的原始码。

3DVIAVirtools5虚拟现实软件的SDK包含libraries函数库、DLLs文档、header标头文档,提供Virtools软件的所有底层函数,开发者可以使用它进行下述应用程序工作:定制适用于Virtools引擎的应用程序,对Virtools引擎进行功能扩充,如行为互动脚本、媒体文件导入的外挂、Manager管理器、RenderEngines画面即时着色显示外挂、Rasterizer图像光栅和其他功能外挂,指定的ParameterTypes参数类型等。

3DVIAVirtools5虚拟现实软件开放式结构提供了一个开放和灵活的结构,可以相容下列标准的技术文档格式:3D文档格式(3DXML、3dsMax、Maya、XSI、Lightwave、Collada),图像档(JPG、PNG、TIFF、TGA、BMP、PCX),音效文件(MP3、WMA、WAV、MIDI)等。

2.1.2 增强现实项目开发平台

增强现实项目开发平台——法国Total Immersion公司的D’Fusion是一款AR增强现实软件产品。Total Immersion在1999年成立,一直从事增强现实技术的研发,提供全球最广泛使用的商业增强现实技术平台。通过专利的D’Fusion软件方案,Total Immersion整合整时互动三维影像和实时视频串流,突破虚拟世界和现实世界的界限。D’Fusion是目前全球最畅销的增强现实商用技术方案,适用于不同的装置和作业系统,为不同领域和范畴推出安全可靠的增强现实应用程序。

D’Fusion移动版是专为智能手机iPhone和Android手机或平板电脑iPad而设的增强现实应用程序,全新开发的优化追踪演算技术可以在智能电话和平板电脑上运作,同时配备更精密的三维绘图引擎和按照位置提供的服务,以提供出色的临境式增强现实移动应用程序。

D’Fusion家庭版是专为网站或数字支持装置(如光盘或DVD)而设的增强现实技术应用程序,使用人数数以百万计。这个应用程序可以在不同的平台和浏览器上操作,无须安装特别的硬件。D’Fusion家庭网络版还能轻松与Facebook或其他社交网络平台整合。

D’Fusion专业版特别为专业增强现实技术应用程序而设,需要配上有特殊功能的装置(例如高清视频、多镜头照相机、红外线照相机或特殊传感器)使用。如果配置的硬件功能足够强大,如配备强大的影像显示卡、高清镜头或多核中央处理器,D’Fusion专业版便可以发挥更佳表现。D’Fusion专业版适用于舞台或工业维护等。

D’Fusion是由Total Immsion公司研发的增强现实解决方案,它基于计算机平台,操作快捷,具有很强的兼容性,支持高清图像的输入与输出,操控人员可利用D’Fusion对信息进行实时处理。目前它主要应用于维修维护、营销推广、军事模拟、娱乐传媒、地理科学等领域。

增强现实技术是数字化技术的发展和延伸,它通过对实时的视频图像进行信息传输和处理,形成交互式的三维图像画面,给客户带来更真实的全新体验与感受。目前,交互式系统已经摆脱了行业、地理、空间、时间等因素的限制,应用更为广泛,将人们带入了更新的环境之中,使人们摆脱了传统的人机互动的冰冷时代,可以更为直接地融入到周围的环境中。今天科技更为发达,增强现实已经从概念性走向实际性。Total Immsion公司研发的D’Fusion增强现实解决方案,为用户带来更为简单、快捷的增强现实体验。

D’Fusion增强现实的优势如下:增强现实的全新体验;可在视频中实时地加入各种图像;基于计算机平台(Windows);支持高清;无标识跟踪等。

D’Fusion增强现实应用领域包含工业设计、媒体传播、影视制作、模拟训练、建筑设计、移动通讯、维修维护、主题公园等。

(1)工业设计应用:传统的设计思路是将模型建立出来,以便发现模型的优缺点,但是这种方法既耗时又耗力。D’Fusion可将建立出来的模型进行输出,将其和现有的汽车模型做对比,发现其优缺点,并且可以通过视频的方式进行输出,做到与模型互动。客户可对汽车的颜色、座椅、仪表盘、机车的动力以及机车的行驶环境有充分的了解,同时也方便客户根据需要对机车进行个性化定制。

(2)媒体传播应用:D’Fusion从根本上改变了观众对媒体传播的看法,带给用户全新的体验,它充分调动观众的兴趣和积极性,使观众能够更加了解产品。

(3)影视制作应用:传统电影特效都是通过后期制作进行添加的,通过逐帧渲染达到最终的预期结果,需要进行大量的人力、物力、财力投入。

D’Fusion增强现实提供的是不同于以往的实时“渲染”。它通过对影视图像的实时分析结合摄像机的参数进行实时的图像影视处理,将电影特效和虚拟物体添加到影视中,最终的拍摄效果一目了然。

如图2-2所示,一列火车缓缓地开进会场,具有非常震撼的影视制作效果。

图2-2 增强现实——“一列火车缓缓地开进会场”

(4)模拟训练应用:D’Fusion增强现实通过作训人员头部佩戴的摄像跟踪装置捕捉周围的环境,将捕获信息传输至计算机中进行处理,并将处理后形成的模拟军事场景输出到作训人员头部佩戴的显示装置,可获得逼真的战场情景。D’Fusion增强现实改变了以往作训人员面对屏幕的虚拟训练模式,为训练人员提供了更为真实的作战场景(环境数据的实时传输,射击效果的实时展示,直升机、坦克的模拟等),提高了训练的质量和效率。

(5)建筑设计应用:主要包含建筑设计、室内装饰等,室内装饰是一项复杂、困难的工作,要求设计者拥有奇思妙想。

D’Fusion增强现实可以实时地向客户演示不同的方案,如房间的布局、物体的摆放、不同的地板搭配以及壁纸颜色等,让客户参与到设计中来。

增强现实建筑设计与规划如图2-3所示。

(6)移动通信应用:随着4G时代的到来,越来越多的元素加入到移动通信当中,例如游戏、视频、音乐等,用户也越来越追求个性化。D’Fusion增强现实可以为用户提供更多的增值服务,可以通过网络进行视频会议,并可以向对方进行环境和产品的实时互动展示。

图2-3 增强现实建筑设计与规划

(7)维修维护应用:维修维护工作是一项复杂的工作,维修人员要了解产品的零部件、工作流程、安装过程等,而大量的资料又使维修人员难以彻底掌握。D’Fusion增强现实为这一难题提供了解决方案,可以为维护工作实时地提供帮助,对维修人员进行指导。

D’Fusion增强现实通过头部佩戴的摄像跟踪装置捕捉到需要维护的设备,将捕获信息传输至计算机中进行处理,并将处理后形成的维修维护指导方法输出到头部佩戴的显示装置。维修工人通过显示装置提示的维修方法对设备进行维修维护,从而提高工作的效率。

增强现实的维修维护应用如图2-4所示。

图2-4 增强现实的维修维护应用

(8)主题公园应用:D’Fusion增强现实将用户直接带入全新的虚拟世界,使用户和虚拟世界进行互动,增加用户更真实的体验,使其充分享受主题公园带来的乐趣。

国内首家VR/AR虚拟现实主题公园免费预约体验。美国The Void公司打造的虚拟现实主题公园和澳洲“ZeroLatency”两大虚拟现实主题乐园让许多爱好者兴奋至极,据说门票已经预约到2016年2月。美国The Void公司打造的虚拟现实主题公园将于2016年在美国犹他州面世,接下来它还会陆续出现在美洲、亚洲、欧洲和澳大利亚。澳大利亚墨尔本日前开放了一个虚拟现实游戏中心,这个名为“ZeroLatency”的虚拟现实主题乐园游戏中心可以给玩家们提供虚拟现实体验。在如此巨大的商机面前,谁将抢占国内“VR/AR虚拟现实主题公园”市场赢得先机?黑晶“Pangolin”穿山甲带用户走进虚拟世界,如图2-5所示。

图2-5 黑晶“Pangolin”穿山甲

国内老牌VR科技公司黑晶打造的“Pangolin”穿山甲VR虚拟现实主题公园即将落户北京,在2015年10月末于中国西安召开的AWE增强现实亚洲博览会上,黑晶公司就以国内首套全沉浸VR装置的现场体验引起了业内及各大媒体的强烈关注。黑晶公司“Pangolin”穿山甲目前匹配了两套模式,一种是“Pangolinpro”虚拟现实装置,即一套基本的玩家穿戴装置, Pangolinpro虚拟现实装置是一套面向个人和企业的虚拟现实装置,集成了复杂的动作捕捉、定位、力反馈、运算主机等模块,为客户提供专业级体验却又简单、易用的虚拟现实沉浸平台。

Pangolinpro穿戴装备包含调试显示器、头盔显示器、Pangolin穿戴装甲、PangolinIO单元、UItrabase底座等。其中Pangolin穿戴装甲集成了电池和计算主机,胸前和后背集成了4个力反馈模块、4个动作捕捉单元,在游戏中可以带给用户更强的沉浸感。PangolinIO单元由动作捕捉和力反馈组成,并通过舵机控制的夹持器自动安装到身上,捕捉玩家动作并且反馈震动给玩家。Ultrabase底座是整个系统的收纳保护及辅助穿戴设备,用户穿戴只需20秒,同时能为穿戴设备充电,并且设置有显示器用于调试设备。

Pangolinpro穿戴装备面向商业用户,黑晶提供硬件装备及定制内容开发,后期会开放硬件SDK提供给开发者。“Pangolinpro”穿山甲虚拟现实装置如图2-6所示。

另一种是“Pangolinsuite”虚拟现实体验馆玩家穿戴装置,即一套多人虚拟现实主题公园解决方案,Pangolinsuite虚拟现实体验馆是一套多人娱乐装置或者主题公园解决方案,该系统由多套PangolinPro、PLS空间定位系统以及EMS娱乐管理系统组成。其中PangolinPro虚拟现实装置是基本的玩家穿戴设备(在前面已经介绍过了);PLS空间定位系统是黑晶自主设计开发的室内定位系统,通过红外传感器阵列捕捉玩家的运动位置;EMS娱乐管理系统提供对整个系统的管理、监控以及调试平台等功能,如图2-7所示。

它为合作者提供VR主题公园的技术方案设计、硬件安装、运营服务支持。

图2-6 “Pangolinpro”穿山甲虚拟现实装置

图2-7 “Pangolinsuite”穿山甲虚拟现

“Pangolin”穿山甲整套装置采用“动作捕捉”+“空间定位”+“力反馈”+“全沉浸式体验”系统,融合了虚拟现实与增强现实的全部功能和技术,是虚拟/增强现实和可穿戴技术的典范,对于虚拟现实游戏领域无疑是一次大突进。同时,黑晶还将提供多主题体验内容的开发,共同推进VR产业的发展,如图2-8所示。

“Pangolin”穿山甲整套装置不同于现在市面上的单独带个头盔或者商场里的9D单人或三人体验馆,它支持大场景多人互动,是虚拟现实技术最具沉浸感的体验形式,用户可以拿着AK47步枪和朋友们一起组队竞技巷战,也可以穿越到远古侏罗纪和恐龙进行互动等。

图2-8 “Pangolinsuite”穿山甲虚拟现实体验馆玩家可穿戴装置

黑晶虚拟现实穿戴装备“Pangolinpro”的正式对外预售和VR虚拟现实主题公园“Pangolinsuite”的即将落户不仅标志着中国的虚拟现实技术日趋成熟,也清除了虚拟现实技术在游戏领域应用的最后一道障碍,将虚拟现实技术真正带入到大众的日常生活中,虚拟现实装备在大众消费市场的普及已经指日可待,而走在研发前列的黑晶毫无疑问已经在虚拟现实领域占领先机。

2.1.3 角色动画生成系统

NaturalMotion有限公司是“动态动作合成”技术的发明者,该技术是3D人物动画领域的一大突破。据牛津大学的研究,“动态动作合成”技术将人工智能、生物力学以及动力学模拟相结合,可实时创建出高质量的3D人物动画。该公司的第一款产品“endorphin”采用了这种方法对脱机3D人物动画的制作进行动态加速。

2006年3月NaturalMotion公司推出了“euphoria”,该产品将“动态动作合成”运用到Playstation3、Xbox360和计算机上,能够营造出真实、独特的游戏体验,其逼真程度甚至可以称得上“前无古人,后无来者”,这是继3D图像后游戏领域中最大的革新。

NaturalMotion公司的第三件产品“morpheme”是一款高级动画引擎和强大的编辑工具链,这使得动画制作者有史以来第一次能够对游戏动画进行全面掌控,极大地提高了游戏动画的质量。该公司在英国牛津和美国加州的旧金山设有办事处,负责对公司产品进行全球范围内的推广、销售,并提供相关技术支持,客户涉及游戏、电影、后期制作和广播等领域。全智能角色动画设计软件NaturalMotion endorphin2.7如图2-9所示。

图2-9 角色动画设计软件NaturalMotion endorphin2.7

NaturalMotion是专业创新角色动画模拟的革命性科技团队,所开发的endorphin动画模拟软件非常出色,用户有了它不必担心无法实现的特技动作捕捉。该技术基于综合动力学运动(DMS),而且完全智能化地控制人物的动态模拟。用户有了它就有了所有的特技演员,而且这些特技演员是不收费的,角色的动作任用户设计毫无怨言,这就是软件endorphin带给动画师的新奇动作设计功能。该款角色动画设计软件的自动化动作设计过程,如图2-10所示。

endorphin角色动画生成系统的功能特性如下:实时地创建人物动画,endorphin角色动画设计将AI应用到人体生物力学的模拟当中,可以实时地调整动画,创建两个打斗的动画只需要短短几分钟的时间,真实的足球射门动作也可以很快完成。

它同时产生完整、干净的动态数据,endorphin角色动画设计可产生毫无瑕疵与抖动的动态数据,不需要做任何后续的清除噪声数据的程序,可节省大量的制作时间和成本。

另外,它延伸利用已有的动画数据。endorphin2.7.1能输入现有的动画数据、包含Vicon动态捕捉器所捕捉的动态数据,自动平滑处理现有与endorphin两者之间的过渡动画。某些极其危险的动作由endorphin角色来完成,因为endorphin的演员或角色是虚拟的,能模拟任何危险情况下的动画,如高空跳楼、撞击等动作特效。其特效动作设计过程如图2-11所示。

图2-10 角色动画设计软件的自动化动作

图2-11 角色动画设计软件的特效动作设计过程

endorphin的核心产品是AdaptiveBehaviours,它不像动画数据,而是完全的交互式的软件。使用AdaptiveBehaviours,三维角色形象更加生动。如两个甚至更多的足球运动员接近其他人,其中一个就会自动碰到另一个人,实际上是尽力绊倒他的腿,让他倒下来。如果不是这样,他完全依赖于用户的动作设计。因为endorphin允许动画师用一种他们以前从未用过的方法直接实时操控屏幕。用户可以更改参数或者改变动作,endorphin能够和对应的时间线进行无缝连接,不需要用户改变设置。使用spectacular能够后退时间,并能达到非常好的质量,endorphin将改变用户对角色动画设计的思维方式。

2.1.4 动作捕捉系统

动作捕捉系统是实时地准确测量、记录物体在真实三维空间中的运动轨迹或姿态,并在虚拟三维空间中重建运动物体每一时刻运动状态的高新技术。动作捕捉最典型的应用是对人物的动作捕捉,可以将人物肢体动作或面部表情动态地进行三维数字化解算,得到三维动作数据,用来在CG制作等领域中逼真地模仿、重现真人的各种复杂动作和表情,从本质上提升CG动作效果;更重要的是让CG动作的制作效率提高数百倍,大大节省了人力成本、缩短了制作周期,制作者可以将更多精力投入到CG创意和细节刻画等方面,大幅提升产品的整体制作水平。动作捕捉系统是指用来实现动作捕捉的专业技术设备。

动作捕捉系统通常由硬件和软件两大部分构成,硬件一般包含信号发射与接收传感器、信号传输设备以及数据处理设备等;软件一般包含系统设置、空间定位定标、运动捕捉以及数据处理等功能模块。信号发射传感器通常位于运动物体的关键部位,例如人体的关节处,持续发出的信号由定位传感器接收后通过传输设备进入数据处理工作站,在软件中进行运动解算得到连贯的三维运动数据,包括运动目标的三维空间坐标、人体关节的6自由度运动参数等,并生成三维骨骼动作数据,可用于驱动骨骼动画,这就是动作捕捉系统普遍的工作流程。

动作捕捉系统种类较多,一般按照技术原理可分为机械式、声学式、电磁式、惯性传感器式、光学式、全息式六大类,其中光学式根据目标特征类型不同又可分为标记点式光学和无标记点式光学两类。近期市场上出现了所谓的热能式动作捕捉系统,其本质上属于无标记点式光学动作捕捉范畴,只是光学成像传感器主要工作在近红外或红外波段。

(1)机械式动作捕捉系统:依靠机械装置来跟踪和测量运动轨迹。典型的系统由多个关节和刚性连杆组成,在可转动的关节中装有角度传感器,可以测得关节转动角度的变化情况。装置运动时,根据角度传感器所测得的角度变化和连杆的长度可以得出杆件末端点在空间中的位置和运动轨迹。X-1st是这类产品的代表,其优点是成本低、精度高、采样频率高,最大的缺点是动作表演不方便,连杆式结构和传感器线缆对表演者动作的约束和限制很大,特别是连贯的运动受到阻碍,难以实现真实的动态还原。

(2)声学式动作捕捉系统:由发送装置、接收系统和处理系统组成。发送装置一般是指超声波发生器,接收系统一般由3个以上的超声探头阵列组成。通过测量声波从一个发送装置到传感器的时间或者相位差确定到接收传感器的距离,由3个呈三角排列的接收传感器得到的距离信息解算出超声发生器到接收器的位置和方向。这类产品的典型生产厂家有Logitech、SAC等,其最大的优点是成本低,缺点是捕捉精度较差,实时性不高,受噪声和多次反射等因素影响较大。

(3)电磁式动作捕捉系统:一般由发射源、接收传感器和数据处理单元组成。发射源在空间产生按一定时空规律分布的电磁场。电磁式系统接收传感器安置在表演者身体的关键位置,随着表演者的动作在电磁场中运动,接收传感器将接收到的信号通过电缆或无线方式传送给处理单元,根据这些信号可以解算出每个传感器的空间位置和方向。Polhemus和Ascension公司是这类产品生产商的代表,其最大特点是使用简单、鲁棒性和实时性好,缺点是对金属物体敏感,金属物体引起的电磁场畸变对精度影响大,采样率较低,不利于快速动作的捕捉,线缆式的传感器连接同样对动作表演形成束缚和障碍,不利于复杂动作的表演。

(4)惯性传感器式动作捕捉系统:由姿态传感器、信号接收器和数据处理系统组成。姿态传感器固定于人体各主要肢体部位,通过蓝牙等无线传输方式将姿态信号传送至数据处理系统进行运动解算。其中姿态传感器集成了惯性传感器、重力传感器、加速度计、磁感应计、微陀螺仪等元素,得到各部分肢体的姿态信息,再结合骨骼的长度信息和骨骼层级连接关系计算出关节点的空间位置信息。其代表性的产品有Xsens、3DSuit等,这类产品主要的优点是便携性强,操作简单,表演空间几乎不受限制,便于户外使用,但由于技术原理的局限,缺点也比较明显,一方面传感器本身不能进行空间绝对定位,通过各部分肢体姿态信息进行积分运算得到的空间位置信息造成不同程度的积分漂移,空间定位不准确;另一方面原理本身基于单脚支撑和地面约束假设,系统无法进行双脚离地的运动定位解算;此外,传感器的自身重量以及线缆连接也会对动作表演形成一定的约束,并且设备成本随捕捉对象数量的增加成倍增长,有些传感器还会受周围环境的铁磁体影响精度。

(5)光学式动作捕捉系统:基于计算机视觉原理,由多个高速相机从不同角度对目标特征点监视和跟踪来完成运动捕捉的任务。理论上对于空间中的任意一个点,只要它能同时为两部相机所见,就可以确定这一时刻该点在空间中的位置。当相机以足够高的速率连续拍摄时,从图像序列中就可以得到该点的运动轨迹。这类系统采集传感器通常都是光学相机,不同的是目标传感器类型不一,一种是在物体上不额外添加标记,基于二维图像特征或三维形状特征提取的关节信息作为探测目标,这类系统可统称为无标记点式光学动作捕捉系统;另一种是在物体上粘贴标记点作为目标传感器,这类系统称为标记点式光学动作捕捉。

无标记点式光学动作捕捉原理大致有3种,第一种是基于普通视频图像的运动捕捉,通过二维图像人形检测提取关节点在二维图像中的坐标,再根据多相机视觉三维测量计算关节的三维空间坐标,由于普通图像信息冗杂,这种计算通常鲁棒性较差,速度很慢,实时性不好,并且关节缺乏定量信息参照,计算误差较大,这类技术目前多处于实验室研究阶段;第二种是基于主动热源照射分离前后景信息的红外相机图像的运动捕捉,即所谓的热能式动作捕捉,原理与第一种类似,只是经过热光源照射后,图像前景和背景分离使得人形检测速度大幅提升,提升了三维重建的鲁棒性和计算速率,但热源从固定方向照射,导致动作捕捉时人体运动方向受限,难以进行360°全方位的动作捕捉,例如转身、俯仰等动作并不适用,并且同样无法突破因缺乏明确的关节参照信息导致计算误差大的技术壁垒;第三种是三维深度信息的运动捕捉,系统基于结构光编码投射实时获取视场内物体的三维深度信息,根据三维形貌进行人形检测,提取关节运动轨迹,这类技术的代表产品是微软公司的Kinect传感器,其动作识别鲁棒性较好,采样速率高,价格非常低廉,但有不少爱好者尝试使用Kinect进行动作捕捉,效果并不尽如人意,这是因为Kinect的应用定位是一款动作识别传感器,而不是精确捕捉,同样存在关节位置计算误差大、层级骨骼运动累积变形等问题。总体来讲,无标记点式动作捕捉普遍存在的问题是动作捕捉精度低,并且由于原理固有的局限导致运动自由度解算缺失(如骨骼的自旋信息等)造成动作变形等问题。

标记点式光学动作捕捉系统一般由光学标识点(Marker)、动作捕捉相机、信号传输设备以及数据处理工作站组成,人们常说的光学式动作捕捉系统通常是指这类标记点式动作捕捉系统。在运动物体关键部位(如人体的关节处等)粘贴Marker点,多个动作捕捉相机从不同角度实时探测Marker点,数据实时传输至数据处理工作站,根据三角测量原理精确地计算Marker点的空间坐标,再从生物运动学原理出发解算出骨骼的6自由度运动。标记点式光学动作捕捉系统根据标记点发光技术不同还分为主动式和被动式光学动作捕捉系统。

主动式光学动作捕捉系统的Marker点由LED组成,LED粘贴于人体各个主要关节部位,LED之间通过线缆连接,由绑在人体表面的电源装置供电,市场上最具代表性的产品是美国的PhaseSpace,其主要优点是采用高亮LED作为光学标识,可在一定程度上进行室外动作捕捉,LED受脉冲信号控制明暗,以此对LED进行时域编码识别,识别鲁棒性好,有较高的跟踪准确率。其缺点如下:第一,时序编码的LED识别原理本质上是依靠相机在不同时刻对不同的Marker采集成像来进行ID标识,相当于在同一个动作帧中分别针对每个Marker进行逐次曝光,破坏了动作捕捉的Markers检测的同步性,导致运动变形,不利于快速动作的捕捉;第二,由于相机帧率很大部分用于单帧内对不同Marker点的识别,因此有效动作帧采样率较低,在这一点上也不利于快速运动的捕捉和数据分析;第三,LEDMarker可视角度小(发射角在120°左右),一个捕捉镜头内部通常集成了两个相机近距离采集,这种窄基线结构导致视觉三维测量精度较低,并且在运动过程中由于动作遮挡等问题仍然不可避免地导致频繁的数据缺失,如果要尽量避免遮挡造成的数据缺失,需要成倍增加动作捕捉镜头的数量弥补遮挡盲区问题,设备成本也随之成倍增加;第四,由于时序编码的原理局限,系统可支持的Marker总数有严格限制,在保证足够的采样率前提下,同时采集人数一般不宜超过两人,并且Marker点数量越多,单帧逐点曝光时间越长,运动变形越严重。

被动式光学动作捕捉系统也称反射式光学动作捕捉系统,其Marker点通常是一种高亮回归式反光球,粘贴于人体各主要关节部位,由动作捕捉镜头上发出的LED照射光经反光球反射至动作捕捉相机,进行Marker的检测和空间定位。这类产品在市场上最典型的品牌是美国的MotionAnalysis、英国的Vicon以及中国的天远,其主要优点是技术成熟、精度高、采样率高、动作捕捉准确、表演和使用灵活快捷,Marker点可用很低成本随意增加和布置,适用范围很广。其主要缺点如下:第一,对捕捉视场内的阳光敏感,阳光在地面形成的光斑可能被误识别为Marker点,造成目标干扰,因此系统一般需要在室内环境下正常工作;第二, Marker点识别容易出错,由于反光式Marker点没有唯一对应的ID信息,在运动过程中出现遮挡等问题容易造成目标跟踪出错,导致Marker点ID混淆,这种情况通常导致运动捕捉现场实时动画的演示效果不好,动作容易错位,并且需要在后处理过程中通过人工干预进行数据修复,工作量大幅增加。不过新一代的Vicon软件以及天远的3DMoCap都植入了先进的智能捕捉技术,具有很强的Marker点自动识别和纠错能力,在很大程度上满足了现场实时动画演示的需要,并且大大降低了人工干预的工作量,从本质上进一步提升了系统的实用性。

不同原理的动作捕捉系统各有优缺点,一般可以从以下几个方面进行性能评估:定位精度、采样频率、动作数据质量、快速捕捉能力、多目标捕捉能力、运动范围、环境约束、使用便捷性、适用性等。

选择动作捕捉系统没有统一的标准,用户应充分衡量自身的需求和一般使用情况,通常可以采取以下步骤筛选最适合自身使用的系统:

(1)一般情况下注重综合性能的(包括精度、动作数据质量和适用性等)首先考虑被动式光学系统,可以得到很好的精度和动作效果,适用性强,是现有动作捕捉技术中最为成熟的一种,应用案例最多,经典的电影特效和CG作品中大多采用这种技术,较为实用,适合多数用户使用。

(2)强调室外应用并且具备较好的定位精度的考虑主动式光学系统,尽管在其他性能方面做出了一定程度的让步,但可以兼顾室外应用和定位精度的特殊应用需求。

(3)强调室外应用并且运动范围几乎不受限制的考虑惯性式系统,系统受环境约束很少,前提是对动作质量要求不高。

(4)强调便捷性特别是应用于人机交互、动作识别领域对动作精度、质量及可靠性要求较低的,考虑无标记点式系统,如微软公司的Kinect传感器,在实用性和成本方面是其他系统无法比拟的。

为了更好地解决影视、游戏、动画等制作过程中人物动作刻画的难题,突破传统人工手动调节方式的局限,更逼真、更真实地表现和演绎人体动作,有多款全球先进的动作捕捉系统,例如荷兰Xsens公司的Moven惯性动作捕捉系统、美国3DSuit公司的3DSuit惯性动作捕捉系统套装、英国Animizoo公司的IGS系列惯性动作捕捉系统及Gypsy系列惯性动作捕捉套装,此外还有VMSENS动作捕捉系统、A.R.T.光学动作捕捉系统解决方案、OptiTrack光学动作捕捉系统等。工欲善其事,必先利其器。以前沿科技为先导,引领未来和希望,工具和技术决定开发效率和品质。

荷兰Xsens公司的Moven惯性动作捕捉系统是一款易操作、经济实用的人体动作捕捉装置,它以独特的微型惯性运动传输传感器(MTx)和无线Xbus系统为基础,结合了符合生物力学设计的高效传感器等Xsens最新科技。

Moven惯性运动捕捉系统能实时捕捉人体6DOF的惯性运动,数据通过无线网络传输到计算机或笔记本电脑中,实时记录和查看动态捕捉效果。Moven惯性运动捕捉系统的最独特之处在于无须外部照相机和发射器等装置,避免了多余的数据传输线或电源线对使用者的行动限制。使用者即使将系统套装随意穿在自己的衣服里面也丝毫不会影响动态捕捉的效果。

Moven惯性运动捕捉系统包含人体全方位6DOF动作捕捉,16个惯性动作传感器(MTx),最多可加装置18个,无线网络操作环境,外套采用莱卡材质制造而成,内部埋设传感器,其嵌入式设计既美观又舒适,使用者的动作完全不受限制,如图2-12所示。

图2-12 Moven惯性运动捕捉系统

Moven惯性运动捕捉系统提供MovenStudio轻松记录动态捕捉数据、输出可通用的动态捕捉文件格式,可进行实时预览、录像和编辑等,还提供MovenSDK,通过软件开发工具实时存取数据。Moven惯性运动捕捉系统轻便易携带,让用户的动态采集过程不受场地的限制,如摄影棚或实验室等,只要在无线通信范围内,任何地点(如室外、办公室等)均可以使用,应用领域更为广泛。其适用于3D角色动作、虚拟现实训练与模拟应用、体育运动科学分析、生物力学、医疗与复健、营销活动、娱乐、VisualJockey、人体工程学、人机工程设计、科研、教育等多领域。

Moven惯性运动捕捉系统主要应用于3D动画,Moven惯性运动捕捉系统的便捷操作让用户在快速、简单的安装之后就可以尽情享受丰富、流畅的动态数据捕捉,而不用担心复杂的后期数据处理和数据缺漏。其应用于虚拟现实、训练与模拟,高度的轻便可携性和经济性可以让使用者毫无负担地完全沉浸在精确、流畅的虚拟现实环境之中。其应用于生物力学、医疗与复健等领域,可移动式的测量系统和高效能的定标轴让使用者不需要经过骨架定位即可进行定位点配置,低噪音测量、精准的加速度及角速度运算功能帮助用户对内部动力和动量进行计算。

Moven惯性运动捕捉系统操作简单,在测量范围内没有任何局限性,无线传输范围为50~150m;室外、室内均可使用,不需要庞大、昂贵的实验室,没有使用空间限制;不受遮蔽物影响;不需要进行数据清空、过滤或后期制作;装备轻便,可以穿在一般服饰内;安装时间短;较高的动作捕捉精确度,高保真的动态捕捉数据。高精度MEMS惯性传感器可捕捉每个细微的肢体动作,并流畅地传输保存为动态捕捉数据;在任何照明条件下均可操作,敏感度不受电磁场影。Moven惯性运动捕捉系统的应用如图2-13所示。

图2-13 Moven惯性运动捕捉系统的应用

美国3DSuit公司的3DSuit惯性动作捕捉系统套装是基于物理惯性技术的动作捕捉系统,捕捉动作数据干净,无须二次修补,可直接导入动画软件中实时使用。3DSuit动作捕捉系统软件有丰富的设备接口,可结合数字手套实现手指动作的捕捉。

动作捕捉系统是一种用于准确测量运动物体在三维空间的运动状况的高技术设备。它基于计算机图形学、传感器技术原理,通过分布在空间中的数个视频捕捉设备(传感器)将运动物体的运动状况以图像的形式记录下来,然后使用计算机对数据进行处理,得到不同时间计量单位上不同物体(跟踪器)的空间坐标(X,Y,Z)。该技术在众多领域中有着十分广泛的应用。在体育训练中它可以帮助教练员从不同的视角观察运动员的动作,并且将位置、速度、加速度等数据进行量化处理,使教练员能够有的放矢地纠正运动员的技术动作,从而大大提高训练效果,还可以监控整个运动训练和比赛过程,辅助裁判进行决策判断。

3DSuit动作捕捉系统包含一个导航系统和一个角速率定位系统。Innalabs OSv3惯性传感器与特殊设计的人体套装集成,传输动态数据到计算机中。Innalabs Joints II算法处理这些数据并实时计算所有人体部位的位置和姿态。

正是使用了惯性传感器,3DSuit动作捕捉系统可以在任何地方使用,因为该项技术不需要摄像机、发射体、标记者或其他动作捕捉的特殊装备。3DSuit动作捕捉系统可以直接由动画制作者操作而无须任何协助,这就不同于其他系统的校准和操作。

惯性传感器InertialLabs OSv3是一款多用途超微型3D方向传感器,由3种传感元件组成,分别为三轴MEMS陀螺仪、三轴MEMS加速度计以及三轴磁电阻磁力计,适用于动作捕捉、载人/无人设备稳定等应用领域。OSv3惯性传感器可以输出以下数据:四元数据、原始惯性传感数据、欧拉角数据等。OSv3惯性传感器模块可进行独立校准,校准时使用专门的无磁实验室,可以设置特定温度下设备的加速度、角速率以及磁场数据。此外,它还可以对设备进行自行校准,从而有效避免实际使用环境中的软/硬铁干扰。

3DSuit动作捕捉系统的特点如下:灵活性,用户无论何时何地都能操作使用,不再需要动作捕捉工作室;高性价比,3DSuit是行业内性价比最高的动作捕捉解决方案;携带方便,多部件集成,尺寸小巧,可装在笔记本电脑包大小的手提箱中轻松携带,能够胜任多人动作捕捉需要;强大功能,3DSuit具有温度补偿性能,可浸在水中使用,广泛适用于多种工作环境下的动作捕捉解决方案。

图2-14 3DSuit动作捕捉系统

3DSuit动作捕捉系统采用17个惯性传感器,可以对人体主要骨骼部位的运动进行实时测量。该系统可根据反向运动学原理测算出人体关节的位置,并将数据施加到相应的骨骼上。由于惯性传感器主要依赖无处不在的地球重力和磁场,所以捕捉服在任何地点都可以正常使用,无须事先做任何准备工作。传感器和连接线的外壳具有温度补偿和防水的特性,适合在水下、雨中或冷/热气候中使用,只要是在有生物的地方,捕捉服都可以正常使用。3DSuit动作捕捉系统如图2-14所示。

3DSuit动作捕捉系统的软件开发工具包为用户提供了高性价比的人体动作追踪解决方案,客户可以在任何实际的追踪应用需要中使用业内最热门的惯性跟踪装置。

3DSuit动作捕捉系统SDK可以直接打开和监控所有传感器数据,可与用户自己的运动分析应用直接集成,可实现深度动作分析,包括运动速度、加速度监控等,将输出数据与商业游戏引擎集成,适用于虚拟现实和增强现实领域,创建自己的惯性运动跟踪系统。

3DSuit动作捕捉系统给各大专院校提供了高性价比的解决方案,能够直接在课堂中使用,不需要事先进行任何安装和设置;可以用手提箱把3DSuit带到使用地点,在几分钟内即可开始使用。

游戏开发者使用3DSuit动作捕捉系统,其提供了动作捕捉解决方案,可以在任何地点轻松完成动作捕捉。如在研发一款足球网络游戏,可以把3DSuit带到球场上进行动作捕捉,非常方便。

动画制作者有了3DSuit动作捕捉系统,用户甚至可以在自己的家里进行动作捕捉,完全无须使用专业的工作室。3DSuit动作捕捉系统让用户足不出户便可轻松完成动作捕捉项目。

若二次开发用户拥有3DSuit动作捕捉系统和3DSuitSDK,可以更深层次地扩展其应用领域,甚至可以将动作捕捉变成跟踪交互设备。

3DSuit动作捕捉组件包含一个系带全身套装或内置式套装,带有20个OSv3惯性传感器、20条传感器连接线、一个无线控制元件、一个USB软件狗、两个电池组(可充电)、两个传感器线分配器、一个3DSuit动作捕捉系统手提箱,可选3DSuit动作捕捉系统配件传感器总线扩展器、USB转换器等。

在3DSuit动作捕捉系统中,17个物理惯性传感器都包括陀螺仪、加速计和磁力计。它可以感应空间三轴的旋转,通过复杂的算法来计算横滚、俯仰和航向。通信设备包括传感器输出的数据,并计算四肢相对“主心骨”的位置,同时运用特别的算法来帮助计算出主心骨相对地面的位置,所有数据将通过无线蓝牙传送到计算机。3DSuit软件处理并传输数据到3D动画软件,如MotionBuilder。所有步骤都在动态中用最小时间间隔完成,真正做到实时动作捕捉。

3DSuit是一套惯性动作捕捉套装,该产品融合了导航系统和角定位系统,还配有Inertial LabsOSv3惯性传感器,可以将动作数据传输至计算机。Innalabs Joints II算法可以处理这些数据,并实时计算出各身体部位的位置和运动方向。

以往的建模一般采用3dsMax或者Maya这样的建模工具实现,制作周期长,实现难度大。如在模型制作中,需要对虚拟人物的动作进行一帧一帧的制作,而一秒的动作需要24帧,一般一个动作为1~2秒,传统方式只能采取原始的手工方式,在软件中一帧一帧地调整人物的骨骼数据,同时由于调整骨骼动作对技术人员的要求很高,很难在短时间里做出满意的结果,动作常常是古怪变形,所以大量的时间耗费在了骨骼动作的调整上,直接造成了所有涉及骨骼动作的作品进度严重缓慢的结果,由于耗费的时间过长,影响了制作的进度周期。据统计:一秒钟的高品质动画制作的市场价超过150美元,一秒钟的劳力消耗约为8人/小时,其中5.5个单位是动画人的关键帧制作。而使用3DSuit动作捕捉,一秒钟的劳力消耗少于1人/小时,这在节省4.5个小时的同时仍可以再制作超过4.5秒的动画。

针对全球对动作捕捉技术需求的大幅度升温和未来动作捕捉技术的发展趋势,美国Innalabs实验室的工程师在多年对高精度惯性传感器、导航和定位系统的复杂算法以及对动态捕捉市场需求的研究中研发了一套性价比极高的动作捕捉系统——3DSuit,它能在最短的时间内用最少的资源来达到最高品质的动态捕捉的效果。作为他们的重要产品之一, Innalabs正在世界范围内全面推广这一系列产品。

目前国内的动画制作系统普遍价格昂贵、操作复杂、制作周期过长,而且动作捕捉系统的成本需要几十万元到上百万元,所有这些因素限制了动作捕捉技术在中国市场的广泛应用,而只能被用在寥寥无几的大型工作室或事业单位,使得大多数中小型动画工作室和自由动画人望而却步,使他们失去了公平参与市场竞争的机会。对产业而言或许许多更好的创意来自大多数中小型动画工作室和自由动画人,但因为一些技术的限制无法实现,限制了产业的发展。3DSuit动作捕捉系统恰恰打破了传统束缚,与光学动作捕捉系统要求专业人员操作不同,它可以适合任何人使用,甚至可以称为个人动画制作系统,解决了长期以来中国工作者不得不以手工制作动画的问题,可以快速制作高品质动画角色,提高了10倍的工作效率,最少节约了75%的时间,同时在经济上也缓解了用户的负担。

3DSuit动作捕捉系统性价比高,捕捉数据精度高,可用于全身追踪或部分肢体追踪,提供物体自然运动,可以达到手绘的动画效果。不同于光学系统,演员的运动身体部分遮挡并不影响3DSuit动作捕捉的性能。其维护简便,可在任何地方使用,无需特殊工作室。

通过扩展的应用开发可以实现3DSuit动作捕捉系统和数字手套的结合,从而实现对手指运动的动作捕捉。再如对于虚拟现实或游戏用户而言,通过扩展的应用开发可实现3DSuit动作捕捉系统在虚拟现实场景中作为导航或交互设备使用,而用户只需要付出很少的投资即可实现把3DSuit动作捕捉系统变成“动作捕捉设备+跟踪交互设备”。对于具有特殊的应用用户来说,还可以提供定制化的开发服务来满足用户的更高需求。

3DSuit动作捕捉系统不仅可以用来制作计算机动画,还可以应用于医学研究(记录身体动作数据,辅助患者的康复治疗)、体育(高尔夫、棒球、舞蹈)和教育、互动游戏和虚拟现实等各个应用领域。 nRVXOoNVU1x3e4vcsa3G5p5NW/DQV2xZuz6//5tqOTID+zahhIXehddIXVZGWZ/j

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