隨著影片《阿凡達2》在各大院線的熱映，電影市場也開始熱鬧起來。由詹姆斯·卡梅隆導演的電影《阿凡達》全程運用動作捕捉技術完成，突破了動作捕捉和實景表演之間的界限，為觀眾營造出了超震撼的視覺奇觀，具有里程碑式的意義。

　　《阿凡達》中的角色表情生動自然，肢體動作流暢，無限趨近于真人的背后，運用了哪些動捕技術呢?1:1還原全身運動數據捕捉的難點又是什么?今天小編就來帶大家揭曉答案!

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　　《阿凡達》背后的光學動捕技術

　　在以電影《阿凡達》為代表的影視作品融合了三維建模、動作捕捉等計算機三維動畫技術熱映以后，以動作捕捉技術為核心，演員實時驅動三維虛擬角色進行動作，記錄生成動畫的角色動畫制作方式變得流行。

　　光學動作捕捉技術作為主流的動作捕捉技術之一，它通過利用分布在捕捉范圍的紅外線攝像機發出的紅外線照射在演員身上所貼的反光球上并反射回來，捕捉反射光來定位移量，然后把空間軌跡賦予動畫模型，使模型具有真人的動作效果。

　　采用光學動捕的方式可以擴大表演者活動范圍，演員身上不用布線、裝電池，使用方便，不影響動捕演員演技的發揮，而且采樣效率較高，精確度極高。除了影視制作，在數字人虛擬直播、動畫制作、城市虛擬規劃、工業產品展示等領域均有較大市場。

　　面部捕捉

　　由于主動式LED體積較大，無法用于面部捕捉，而且標記點數量多了之后，容易相互干擾。因此，在面部捕捉方面，《阿凡達》使用了頭戴式表情捕捉系統(被動式LED反射系統)，在演員臉上畫上標記點，然后用高清攝像頭錄制下來，保證了動作捕捉與表情捕捉同時進行。

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　　TECHNOLOGICAL

　　影響還原全身動捕數據的因素

　　高度還原動捕動作絕非易事，想要像電影《阿凡達》一樣達到最理想的捕捉效果，高度還原動捕演員的全身動作數據，需要特別注意以下三點：

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　　動捕演員與三維資產的匹配

　　動捕演員與三維資產的匹配程度，直接影響到后期動捕演員的動捕數據與三維資產綁定合成的效果。尤其是在有互動的類型表演中，演員與三維資產的身體越貼合效果越好。

上圖：模仿動物需要給演員安裝輔助類器械

　　在整個作品制作過程中，我們要特別注意幾點：縮小動捕演員和三維資產之間的高度差異，盡量選擇身高一致的動捕演員，以避免視野位置不一致;讓兩者之間的四肢長度趨近相同，以避免交互無法貼合;保持身材比例，腰的位置(重心)等關鍵部位的一致性，以避免出現空間位置偏差。

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　　重定向匹配

　　重定向，又稱為“動作重定向( Animation Retargeting )”是將動捕演員捕捉的動捕數據與三維資產綁定合成的過程。簡單來說，就是一種將動畫數據從一個骨架拷貝到另外一個骨架的過程。這個過程可以通過Maya、motionbuilder等軟件快速的將動捕演員重定向給到三維資產上。

真人無法模仿的超現實肢體形態

　　如果動捕演員與三維資產不夠匹配，同樣也會影響著重定向的結果。在這種情況下，建議大家采取“末端匹配”或“重定向取舍”這兩種方式來解決這個問題。其中的“重定向取舍”是指借助輔助道具消除體積差異和借助重定向算法，盡量減少對數據的損失。

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　　高精度的空間定位與骨骼計算匹配

　　空間位置包括了標記物的空間位置和動捕表演者的空間位置，真人在三維世界中的位置與道具在三維空間中的位置，匹配度越高越能夠節省后期去對位和匹配三維世界所需要的時間成本和費用成本。

RTS光學動捕相機+跟蹤定位軟件Tracker+捕捉全身主要骨骼精準動作軟件Rovonga

　　采用瑞立視自主研發的RTS系列紅外光學動作捕捉相機，定位精度可達到亞毫米級，毫秒級、低延時運動識別追蹤，再配合專用定位跟蹤軟件RTSTracker和捕捉全身主要骨骼精準動作軟件RTS Rovonga，最終實現高精度的空間定位與骨骼計算匹配。

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　　瑞立視全身動捕系統

瑞立視全身動作捕捉系統集合紅外光學動作捕捉+面部表情捕捉+手指捕捉的功能，為客戶提供包括三維角色動作采集功能，產品主要應用于影視動畫、游戲開發、數字媒體廣告、虛擬演播、教育等領域。

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　　光學動作捕捉系統

　　在特定的空曠場地內搭建一個場地，四周的捕捉攝相機會對目標物進行跟蹤和定位，通過工作站的運行Tracker計算軟件，對標記物識別出其3D空間內的絕對位置，并且把位置解算成運動軌跡并賦予3D角色骨骼上，實時驅使3D模型等虛擬角色隨著動捕演員做出1:1的動作。

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　　身體姿態捕捉系統軟件

　　RTS Tracker是一款目標跟蹤軟件，具有人性化的操作界面及強大的數據處理能力。通過識別綁定在運動物體不同部位的光學標記點結構，解算出每個目標物在空間內的位置朝向，進而確定出目標物在空間內的運動軌跡并實時同步導入至3D軟件或VR實時引擎。

　　RTS Rovonga是一款由瑞立視自主研發的捕捉全身主要骨骼精準動作的軟件，在被捕捉者全身的關鍵位置粘貼被動式標記點，能實現高精度、數據干凈、丟失率低的多人全身運動數據捕捉，主要用于影視級別的高流暢性動畫制作行業、科研、人體分析、體育運動等行業，動捕數據可無縫對接到Maya，3DMax，MotionBuilder軟件。

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　　面部捕捉系統

　　RTS-Facial是瑞立視針對虛擬演播、虛擬偶像、動畫劇集和游戲開發行業推出的一款無點式面部表情捕捉系統。可實時掃描和捕獲演員的面部運動，通過分析不同的動態，實時驅動引擎中的三維角色。

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　　瑞立視案例（部分）

　　華為mate30 5G版廣告采用瑞立視光學全身動捕系統進行廣告采集錄制，憑借亞毫秒級捕捉精度，高幀率骨骼數據實時同步記錄，精準記錄演員在快速武術過程中的每一個細節，實現畫面“超流暢、零延遲”，將華為5G的特性表現的淋漓盡致。

　　和平精英的數字人IP吉利姐在聯合國婦女署的線上演講，依托于瑞立視全身動作捕捉系統的“紅外光學動作捕捉+面部表情捕捉+手指捕捉”三大功能，從整體到局部，為數字人IP提供強勁的生命系統一站式解決方案。

　　瑞立視魔方MR虛擬拍攝與全身動捕系統聯動，可以實現真人與虛擬偶像同頻錄制，使得紅魔姬和主持人在直播中直接同框演繹，雙方與直播場景完美融合，帶給觀眾極富科技感的體驗。

　　接下來，瑞立視將持續夯實動作捕捉、智能感知交互、沉浸式XR數字孿生等先進技術，深耕B端市場，建立覆蓋從研發、制造、行業解決方案到交付、服務的全鏈路數智化服務能力。