关于动做捕获手艺的开展汗青及美学思虑
动做捕捉手艺，简单的学术性定义为：动做捕捉是一种综合运用计算机图形学、点子、机械、光学、计算灵巧画等手艺，以此捕捉演出主体的动做或者是脸色，通过对那些动做或脸色的捕捉数据来间接驱动动画形象模子的手艺。现阶段动做捕捉手艺在片子、动画、游戏和医疗科学等范畴有较大的利用范畴。从使用角度来分，动做捕捉分为身体运动捕捉和脸色捕捉；从实时性角度来分，分为实时捕捉系统和非实时捕捉系统。
动做捕捉手艺最早能够逃溯到1915年，动画巨匠Max Fleischer研发一种喊做"Rotoscope"的手艺设备，属于现代动做捕捉手艺的雏形。Rotoscope自己是由放映机和人工处置连系的动做捕捉系统，放映机将胶片内的画面投影到墙上，画家就照着投影一帧一帧画出来。那时的投影即演出的主体，而画师则是捕捉系统。由如许画出的动画愈加传神。之后的第一部动画长片《白雪公主》就是如许造做出来的。
当然，Rotoscope只能算是动做捕捉手艺的雏形。动做捕捉系统的第一次利用是在1990年的影片《宇宙威龙》中。片中施瓦辛格扮演的配角通过X光扫描射线的时候，照顾的兵器被发现，其骨骼运动的动画如斯传神原因只要一个，就是动做捕捉手艺在那里的运用。那个细节片段在今天看其实相对简单，因为那里需要的只是平面效果，所以现实需要处置的数据只涉及二维层面。
《宇宙威龙》（又译《全面回忆》）中的动做捕捉手艺
实正显现全片大规模利用动做捕捉手艺的影片是2001年的动画片《最末梦想：灵魂深处》。该片是初次实现全程用动做捕捉的片子，而片中所有角色都采纳了动做捕捉手艺。之后类似的片子有《极地特快》、《贝奥武夫》、《圣诞颂歌》、《丁丁历险记》等，那一序列下文再做详述。
《最末梦想》拍摄现场
在2001年那一年还有一部大片采纳了动做捕捉手艺，特别是之后还因而获得了奥斯卡更佳男副角奖，那部片子即是赫赫有名的《指环王》。其实昔时以传统模子和道具为主的维塔工做室实力其实不能和工业光魔比拟，但演员安迪·瑟金斯的精湛演出促使导演决定利用该手艺，以求能将咕噜那个奇异的角色实在的移上银幕。因为其时并没有十分完美的动做捕捉与实人互动演出的实时手艺，咕噜的拍摄就分红了四个部门。第一部门是安迪·瑟金斯穿戴白衣服与演员一路演出，第二部门是电脑中将瑟金斯擦出替代成咕噜。第三部门是瑟金斯单独再演出，穿戴带动做点的捕捉衣来演出，最初将面部演出数据加载到咕噜的CG模子身上。
"动捕第一人"安迪·瑟金斯及咕噜
在拍摄第一部时，瑟金斯穿戴的衣服其实不带跟踪点，其目的就是便于后期将人擦出用CG替代。在后两部《指环王》中瑟金斯末于穿上了带跟踪点的动做捕捉衣。但因为瑟金斯本人和咕噜形象仍是有大量明显不同，因而瑟金斯的大致演出更多是骨架式的参考，大部门细节需要后期人员再做调整。在面部脸色捕捉方面，瑟金斯在演出时面部点了近100个跟踪点，操纵近间隔拍摄素材，后交由动画师处置，同肢体动做捕捉一样，脸色的效果更多需要依托后期处置。
关于面部脸色捕捉手艺，实正具有打破性的还属《黑客帝国2》和《黑客帝国3》。在片子中，特工史姑娘将人霎时革新成本身，那需要浩瀚演员的面部替代。就此该片在脸色捕捉手艺方面缔造了一个奇看——无需面部跟踪点。该手艺大致分为五步。第一步先用5台高清摄像机同步拍摄演员雨果·维文的面部脸色并存储。第二部采纳光流照片丈量手艺，该手艺能够逃踪每个像素点在区别机器的位置，后将其成果与一个中度精美的模子相连系，处置为每个像素点与模子的点相婚配，从而获得其运动轨迹。鉴于光流照片丈量手艺可能显现婚配错误，那需要第三步的要害帧修改而且删除头部整体运动只保留脸色。第四步的使命是造做一个精致的头部雕塑，因为面部没有跟踪点，所以能够按照照片描画出精致的皮肤外表。最初是贴层而且将动画衬着。固然该手艺突破了面部跟踪点的传统形式，但自己成本过高，其效率也不高，所以并没有深切开展。
源于动做捕捉手艺的《黑客帝国2》中的史姑娘
在《指环王》之后，同样出自彼得·杰克逊维塔工做室的《金刚》更是将肢体动做捕捉、面部脸色捕捉、演出与生物模拟契合到一个新的巅峰。此次拍摄中，不但需要给实人做动做捕捉，还需要给道具做动做捕捉，如在近间隔拍摄金刚时，需要道具组人员拿着蓝色的道具共同演员停止演出，在后期中动画师用金刚的大手婚配道具上的标识表记标帜点，再将道具抹往。
之后的《加勒比海盗2》则是好莱坞特效老迈工业光魔公司的又一力做。因为《加勒比海盗》第一部拍摄场地的限造和工业光魔自己并没有对动做捕捉停止深切的研究，使得该手艺的实正实现是在第二部上。片中戴维·琼斯的章鱼脸是一项挑战，那需要细微的面部脸色共同复杂的章鱼触角的运动，其次"翱翔荷兰人"号上形形 *** 的鬼魅同屏显现自己也是一项挑战，再加上需要演员外景拍摄，那些因素促使特效巨头工业光魔研发出一套本身的动做捕捉手艺"iMoCap"。
动做捕捉手艺培植的典范形象——章鱼船主
iMoCap的捕捉服采纳半紧身中灰色质料，衣服上以反光球做为标识表记标帜。之后工业光魔晋级了识别和处置软件，使得标识表记标帜的识别精度提拔。最重假如片场其实不需要各类复杂的公用拍摄设备，只需要肆意型号的两台高清摄像机别离放置于主摄像机两边做为动做参考。固然该手艺在本片中有了更进一步提拔，之后的《钢铁侠》与《第九区》也都沿用了iMoCap系统，但是该系统照旧无法处理特效角色的面部脸色问题。海盗船上的鬼魅角色和《第九区》中的"大虾"，其面部脸色仍然是依靠模子手艺和手工动画来完成的。
《第九区》中的外星人"大虾"
在新世纪的第一个十年里，动做捕捉手艺从《指环王》的探索到《金刚》和《加勒比海盗2》的成熟，其打破性和艺术奉献前面已经有所论述。下面我们以2007年的《黄金罗盘》至今那几年间的奥斯卡更佳视效奖为例，简单阐发下奥斯卡的评委们是若何对待新兴的动做捕捉手艺，以及若何对待片子的手艺打破和所谓的更佳视效奖之间关系的。
2007年更佳视效奖的提名影片别离是《黄金罗盘》、《加勒比海盗3》和《变形金刚》。《加勒比海盗3》之所以没获奖，是因为其完成的照旧是第二部做过了的，所以奥斯卡并没有再次颁奖给他们；《变形金刚》自己必定大量利用了动做捕捉手艺，但其特效凸起在量，而非出格明显的手艺打破。《黄金罗盘》本来筹算做成和《指环王》一样的三部曲，没想到影片推出后票房暗澹，方案中的后两部也由此胎死腹中。那部程度中等票房失利的影片之所以斩获那一年的更佳视效奖原因几乎只要一个，就是片中那只看上往活生生的CG熊。那一动画角色拥有细微的毛发效果、传神的运动动做，以至是身上的脂肪、毛皮抖动都是CG手艺的一个新目的。就算是口碑和票房双赢的《加勒比海盗3》和《变形金刚》那两部大片，也没能敌过《黄金罗盘》里那只史无前例的CG大熊。缔造那只CG熊当然少不了动做捕捉手艺，但那项手艺在那里只是辅助手段之一。那只CG熊能够说代表着动做捕捉手艺的成熟，更代表着电脑CG手艺的一个新的高度。
《黄金罗盘》中的CG熊
2008年，提名影片别离是《本杰明·巴顿奇事》、《钢铁侠》和《暗中骑士》。《钢铁侠》的出彩在于其钢铁战衣的动做捕捉手艺，其自己只是愈加精美并未具有几创始意义。《暗中骑士》愈加爱崇传统的模子特效，将特效与影片基调完美连系。《本杰明·巴顿奇事》的捕捉手艺是奥斯卡评委们颁给它更佳视效奖的几乎独一理由。因为该片缔造了迄今为行算是更优异的CG人类角色，即便是之后的《创·战纪》和《阿凡达》也都未必有超越。该片中次要运用的是面部捕捉手艺，俗称银幕换头术。该项捕捉系统名为Mova Contour，实现了无需笔录点的面部捕捉，能够一次捕捉超越10万个多边形的动态点，并对每个节点停止逐帧逃踪，撑持更高120帧每秒的高速摄影。正因为《本杰明·巴顿奇事》那部影片缔造了史上更优异的面部动做捕捉手艺，因而在颁奖时，凸起强调了其手艺创举，此创举意义与《黄金罗盘》里的大熊、《加勒比海盗》里的章鱼船主、《金刚》里的金刚、《指环王》里的咕噜是一致的。
本杰明·巴顿
2009年获奖做品是《阿凡达》，该片凭仗将3D、虚拟与动做捕捉手艺连系，近乎完美的缔造了潘朵拉星球，从而缔造了片子史上最为绚烂的画面。能够说，到《阿凡达》那里，无论是动做捕捉手艺仍是电脑CG都到达了一个新的巅峰，以致于在其后的几年里很难再找到哪一部影片在那两个范畴里有所打破。
《阿凡达》中的纳美人
诡异谷(The Uncanny Valley)假说是日本出名机器人学专家森政弘于20世纪70年代年提出的一个现象或者说可能。森政弘认为，在有关机器人等人造的类人物体不竭的人格化过程中，人类关于它们的感情存在一种递增过程中突然衰减的可能。虽然有人至今仍不赞同诡异谷的说法，但我们在心理上关于良多高分辩率CG人像的冰凉奇异感是遍及存在的，那个法则能够粗略的回纳综合成"越像反而越不像"。）
"诡异谷"示企图
我们再拿动做捕捉手艺为例，在2001年的《指环王》之后，《指环王1、2、3》、《金刚》、《猿族兴起》、《黑客帝国2、3》、《加勒比海盗2、3》等一系列口碑和票房双赢的影片构成了那一手艺在运用方面的一个胜利案例序列，然而那一手艺同时还缔造了一个票房和口碑双输的失败案例序列，那几部影片别离是《最末梦想》（2001）、《极地特快》（2004）、《贝奥武夫》（2007）、《圣诞颂歌》（2009）、《火星救母记》（2011），连出自斯皮尔伯格之手的《丁丁历险记》（2011）昔时在内地也票房遇冷。有趣的是，那里面《极地特快》（2004）、《贝奥武夫》（2007）、《圣诞颂歌》（2009）三部影片竟然全数出自卑导演罗伯特·泽米吉斯之手。说起来那位导演昔时也是奥斯卡更佳视效奖的常客，从《谁谗谄了兔子罗杰》到《飞越长生》和《阿甜正传》，也算是勋绩卓著，却未曾想在过往十年里因动做捕捉而连载三次跟头。
《最末梦想》中的CG角色
其实认真比力前面说的那两个片子序列就能够发现动做捕捉手艺的成败法则，粗略的说，做出来的工具越是不像实人，不雅寡越是轻易觉得做出来的工具像实的；反之，做出来的CG形象越是接近实人，不雅寡越是觉得不像实的。究其原因仍是"诡异谷"的鬼魂在做祟。那个问题其实从第一部《最末梦想》就已经显现出来了。在那部片子上映之前以至有人说以后演员那一职业都能够被电脑代替了，然而片子公司花浩大气力做出来的CG人物给不雅寡的觉得却是说不出的假。其后的《极低特快》和《圣诞颂歌》非但没有迷途知返，反而还浪费了汤姆·汉克斯和金·凯瑞如许的大牌明星。拿《猿族兴起》做个比照吧，动做捕捉手艺在那部片子中的核心运用集中在了身为配角的猩猩"凯撒"的那张脸上，创做者按照动做捕捉手艺笔录下来的实人的脸色，辅之以后期的电脑动画处置，将凯撒的愤怒、耻辱、抗争、思虑等各类复杂的脸色活动用夸大的体例显现了出来。也就是说，创做者创做凯撒那只猩猩的脸色并不是是基于对实在猩猩的视察，而是基于对我们人类脸色的夸大式处置。于是，那只猩猩可以引发我们强烈的感情共识便成了瓜熟蒂落的工作。比拟之下，你把汤姆·汉克斯或者金·凯瑞搞成那样一个天真烂漫的CG形象，不雅寡能喜好吗？
两种CG形象的效果比照
所以，无论是《指环王》里的"咕噜"、《金刚》里的金刚、《加勒比海盗》里的章鱼船主仍是《猿族兴起》里的凯撒，那些形象之所以可以获得不雅寡的心理认同产生实在感，并非因为他们超越了"诡异谷"，而是因为一个更为简单的原因——他们现实上都不是"人"。包罗《阿凡达》里的外星人同样如斯。至于《黑客帝国》里的史姑娘，固然牵强算是一个实人形象，但别忘了在影片里凡是用到动做捕捉手艺的处所他的墨镜始末都没有摘掉，阿谁墨镜可不知给影片的特效造做公司省了几事。前面说过，绝大大都片子都是围绕着人的脸转的，而我们关于人脸的识别才能是一个相当有趣和相当复杂的课题。一个遍及的法则是，识别对象间隔我们的区别越大，我们的识别才能就越差；反之越是接近我们本身的形象，我们的识别才能就越强。那一点在我们看其他生物的时候如斯，在我们看本身同类的时候同样如斯，好比欧洲人识别亚洲人脸的才能、亚洲人识别欧洲人脸的才能必定远远比不上识别欧洲人看欧洲人、亚洲人看亚洲人的才能，再往详尽了细分情状同样如斯。像咕噜、金刚、凯撒那些形象自己间隔我们人类差距很远，所以不雅寡在心理层面上成立实在感的要务实际上很低；反之像《最末梦想》、《圣诞颂歌》如许的影片，片中想要塑造的形象是实人，不雅寡成立实在感的心理要求便会大大进取。像《本杰明·巴顿奇事》如许的影片，脸色捕捉手艺的着眼点其实不在于塑造实人一样的人物形象，而在于用它展示人在一生中的脸部变革，凸起少小、少年、老年那些区别阶段的区别。关于片子创做来说，一部影片即便是票房口碑双输它也同样是消耗了浩大的人力物力和财力，在动做捕捉和电脑CG方面《最末梦想》花的气力必定不比《指环王》少，但败在了不自觉中把影片起点定太高了，阴谋用电脑缔造一个实人而不是缔造一个活生生的怪物。
动做捕捉手艺做为一个优良的特效东西，它的降生极大的提拔了片子的创做空间，实现了电脑动画史无前例的传神模拟，也帮忙了越来越多的导演实现了本身的创意和想象。片子既是一个工业化财产，也是一门艺术性缔造。手艺的开展不竭的为艺术创做给予更大的可能性空间，但手艺永久只是创做上的撑持而不是艺术胜利的保障。逃其底子，手艺在不竭前进，而艺术却各有所属。就手艺自己而言，它也永久是有所能而有所不克不及。再回忆一下过往那几十年的奥斯卡更佳视效奖，其实上世纪九十年代那一个十年，计算机手艺次要为我们缔造的是恐龙或者外星虫子等那类底子不是人的怪物；新世纪的第一个十年，因为有了动做捕捉手艺的扬长避短，计算机手艺次要为我们缔造的是大猩猩等那类比力像人的怪物；也许有一天计算机手艺的开展能够打破只是缔造怪物的场面，也能够轻车熟路的为我们缔造出像实人一样的CG形象出来，似乎影片《虚拟偶像》中描画的那样。实若如斯，那势必是片子的又一次新的手艺革命，但那是将来的事了。回忆计算机手艺和片子艺术联婚后走过的那一段其实不算长的路，胜利者如《侏罗纪公园》里的恐龙、《猿族兴起》里的凯撒，失败者如《最末梦想》等，我们不但是应该进修片子创做者们若何运用新的手艺来缔造出活生生的片子形象，并且还应该进修他们是若何明晰的把影片创做建基于不雅寡的心理需求度，而且意识到手艺的局限，在创做的时候扬长避短，从而让不雅寡对最末完成的片子做品产生实在感的。