之前的虛擬制片系列文章分享中，介紹了 虛擬制片技術、VP與傳統VFX的差異 ，以及 四種主要的VP類型 ，今天讓我們進一步走進虛擬制片，探討 為什么動作捕捉能夠成為VP流程中的關鍵要素。

【動作捕捉技術】

    動作捕捉是虛擬制片的關鍵技術之一，它可以將生物或物體在現實世界中的真實運動轉化為虛擬世界中的 數字化運動，這一技術在 可視化和實時制作中尤為重要，可以說動捕技術的應用使人和物體運動的實時可視化成為了可能。

    除了人、動物和道具的實時運動捕捉，虛擬制片中的 攝影機追蹤也是通過動捕技術實現的。將動捕系統獲得的實拍攝影機位置數據實時傳輸給虛擬攝影機，就可以實現 虛擬攝影機和實拍攝影機運動的實時匹配，從而在拍攝現場完成鏡頭畫面的實時渲染與合成。

【動作捕捉的方法】

    從 追蹤方式的角度來看，動作捕捉可分為 由外向內的跟蹤（Outside-in）和 由內向外的跟蹤（Inside-out）兩大類。

    由內向外的跟蹤是指通過在人或物體上放置傳感器來跟蹤人或物體的運動，動作捕捉是 通過傳感器“向外看”來調查環境并計算位置變化而實現的。不同的應用場景下有不同類型的傳感器，最常用的由內向外的跟蹤傳感器包括攝像頭、紅外 （IR） 激光器和慣性測量單元 （IMU）。

    由外而內的跟蹤是在指定的捕捉區域周圍放置一定數量的傳感器（通常是攝像頭），并 讓傳感器朝向“被捕捉”的空間以創建用于動作捕捉的舞臺來跟蹤演員或物體的跟蹤方法。動捕攝影棚可以選擇使用各種不同的傳感器來實現捕捉，但是，多數動捕攝影棚都會選擇使用 精確度更高的光學動作捕捉相機。

    大預算的虛擬制片項目幾乎都是使用光學動捕系統來跟蹤攝影機、道具和演員運動的。通過動捕相機通過采集粘貼在演員或物體上標記點的反射光線，經由動捕軟件 實時解算，獲取標記點在3D空間中的位置數據，從而得到演員和物體在捕捉區域內的運動數據。

【捕捉方式的優劣勢】

    這兩種類型的跟蹤各有其優缺點，實際應用中，選擇哪種捕捉方式取決于具體的項目需求。

    對于大型制作項目，選擇由外向內的跟蹤才是明智的。因為它可以 更加精準地確定捕捉對象在現實三維場景中的位置。而由內向外的跟蹤在位置方面的精準程度較低，很難驗證精確的世界位置。基于 IMU 的跟蹤系統更是如此，因為它們受 位置漂移的影響很嚴重。漂移是加速度計和陀螺儀測量中的小誤差積累，這些誤差會隨著時間的推移而不斷積累，導致軟件對演員或物體的測量值不斷“漂移”和遠離他們在物理世界的真實對應物的位置。

    特別是對于 ICVFX來說，誤差更是難以容忍的，因為只有對蹤攝像機進行更穩定、更精準的跟蹤，才能在實際拍攝中保持始終一致的 準確視差（視差：從有一定距離的兩個點上觀察同一個目標所產生的方向差異）。

    當然，由外向內的跟蹤也會存在動捕標記點被 遮擋等問題。但通常來說，標記點在單個攝像機中被遮擋并不是問題，因為動捕系統是由許多不同位置的動捕相機共同組成的，其他角度的動捕相機可能可以采集到這個標記點。只有當少于三臺動捕相機捕捉到標記點時，遮擋才會可能成為影響數據質量的問題。因為動捕系統在工作中通常需要三臺動捕相機同時對標記點進行 三角測量，才能在3D空間中準確地創建該點。

【硬件解決方案】

    為進一步減小甚至消除遮擋問題對捕捉質量的影響，動作捕捉企業已經探索出了一些 解決辦法。

【軟件解決方案】

    與剛體跟蹤一樣，Shogun軟件對人體的跟蹤也采用了類似的方法。將動捕演員身上按模板粘貼的標記點連接在一起，完成角色建立，軟件就可以 在標記點被遮擋或掉落時實時自動計算丟失標記點的位置，進而計算身體組件的運動軌跡。

【技術+創造力】

    虛擬制片是技術和創造力的融合。隨著實時可視化技術的進一步發展，虛擬制片的表現方式也越來越 多樣化。虛擬制片技術在主流電影制作中的爆炸式增長也促使越來越多的 后期制作流程前置到拍攝階段，使制作團隊可以實時、快速、直觀地了解影片創意的制作效果，使拍攝現場更加 沉浸、高效。

【結語】

    虛擬制片開啟全新的創作領域，帶來美輪美奐的感官體驗。 迪生數字，提供提供最前沿的 動作捕捉和虛擬制作產品與服務，用技術賦能藝術創作，打造的實時、穩定、沉浸式的視覺效果，助您突破圈層、點燃創意，探索影視制作的無限可能！