VR运动捕捉系统在MAYA动画制作中的应用研究
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摘 要：随着科技的发展，计算机技术也得以发展，三维动画作为一种视觉冲击力强、效果逼真的动画类型在计算机动画领域中越来越受到重视。Autodesk旗下的著名三维软件MAYA作为最为常用的三维动画制作软件，应用领域广泛，软件界面简洁，操作简单，是三维动画制作的首选工具。本文分析了使用MAYA软件制作三维动画的制作流程探讨了VR运动捕捉技术的应用和发展。
关键词：三维动画;运动捕捉技术;VR
1 VR运动捕捉技术简述
三维运动捕捉技术涉及尺寸测量、物理空间里物体的定位及方位测定等方面，可以由计算机直接理解处理的数据。目前动作捕捉系统有惯性式和光学式两大主流技术路线，而光学式又分为标定和非标定两种。那么我们可以将动作捕捉系統分为以下三大主类：基于计算机视觉的动作捕捉系统（光学式非标定）、基于马克点的光学动作捕捉系统（光学式标定）和基于惯性传感器的动作捕捉系统（惯性式）。其中光学式动作捕捉通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完成运动捕捉的任务，由于其采样速率高、表演者活动范围大、无电缆和机械装置的限制等优点而最为常见。
2 MAYA动画的制作
随着图形图像的发展，动画行业逐渐形成了规模。Maya动画制作流程通常是：建模―材质贴图―创建骨骼―绑定―权重调节―动作设置―渲出动画。MAYA动画的制作主要是动画制作人员在计算机虚拟世界中建立动画角色、场景以及运动，然后为角色和场景添加材质和灯光，同时再借助于虚拟摄像机来记录运动的镜头，最后计算机自动进行运算，输出动画画面。
专业三维动画的制作流程分为三个大的层面，它们分别是制作前期、中期和后期。前期属于动画的剧本、原画、分镜头部分，它与传统的二维动画没有明显的差异，中期主要是利用计算机完成虚拟世界的建立，动画的制作，后期主要是添加以及整合相关元素，完善动画效果。
3 VR运动捕捉技术分析
3.1 运动的捕捉
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。空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系是由摄像机成像的几何模型决定的。
3.2 VR运动捕捉技术的优点
早期三维动画制作主要是依赖于动画师的逐帧调节，这样做不仅效率低下，更关键的是手动调节出来的动画运动效果不真实。运动捕捉技术的出现改变了这种状况，以运动捕捉技术为基础创造出了许多生动的动画角色，例如3D电影《阿凡达》中勇敢刚毅的混血生物阿凡达、《指环王》中怪模怪样的咕噜和《金刚》中威猛高大的金刚以及凶残可怕的恐龙.这些角色栩栩如生的肢体动作和形象丰满的面部表情正是通过捕捉真实世界的动作和表情来达到的。
（1）缩短制作的周期。运动捕捉技术的使用基本将传统动画调节的时间缩短至1/6。节省的大量时间和精力可以放在动画的剧本、创意等艺术创作上，对于三维动画制作团队来讲，采取运动捕捉无疑是明智之举。
（2）积累大量的数据。运动捕捉数据被记录下来以后，可以将这些数据运用到任何虚拟角色身上。如果记录了大量的运动数据，那么就相当于建立一个大的运动数据库一样。动画师可以将这些数据重新进行组合、编辑，从而创造出更多的运动数据。
4 运动捕捉技术具体应用和发展
使用VR运动捕捉系统，能在较少资金较短时间内快速制作出大量真实风格的动画。并在动作的真实性、节约资金、缩短制作周期等方面均优于手调动画。
北京电影学院、中国传媒大学、深圳职业技术学院等众多院校早就配备了运动捕捉系统，同时也已经将运动捕捉的数据广泛地运用在三维动画制作、多媒体制作、游戏模拟、影视后期制作等多个方面的教学领域。与此同时，运动捕捉的技术也在不断地发展，例如如何降低运动捕捉成本、如何使捕捉系统更加方便、如何使得运动捕捉走向视频化等等。
运动捕捉系统从诞生之初就是运用在动画的制作方面，因此三维运动捕捉技术目前主要的应用就是影视动画、游戏、多媒体等相关专业的教学和创作。国外应用运动捕捉技术制作出了很多令人震撼的大片，我国也应用该技术完成了具有中华武术精髓神韵的三维动画片《秦时明月》。
5 结语
随着三维制作技术的发展，对运动捕捉的需要也会越来越高。运动捕捉是一个较为复杂的机计算机视觉的技术，对于系统的准确性和实时性以及实用性还需要进一步的完善。在三维动画的制作的过程中，动作的制作是非常耗时耗力耗资的工作。动捕捉系统最大的特性就是高效率，可以将传统制作动画的效率提高百倍。
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作者简介：舒洋（1988—），女，湖南湘潭人，本科，讲师，研究方向：三维动画制作。
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