Charakter- und Bewegungserfassung (Motion Capture)

Motion Capture zeichnet die Bewegungen realer Darsteller auf und überträgt sie auf digitale Charaktere, wodurch realistische Bewegungen entstehen, die manuell nur schwer zu animieren wären.

Definition

Motion Capture ist die Messung der Bewegung einer Person oder eines Objekts über die Zeit, und Charakteranimation aus der Erfassung ist der Prozess der Bereinigung, des Retargetings und der Wiederverwendung dieser Daten, um einen digitalen Charakter anzutreiben.

Scope

Dieses Thema umfasst optische, inertiale und markerbasierte Erfassungssysteme, die Bereinigung und das Retargeting erfasster Daten auf Charaktere unterschiedlicher Proportionen, das Blending und die Wiederverwendung von Bewegungsclips sowie datengesteuerte Strukturen wie Motion Graphs, die neue Sequenzen aus einer erfassten Bibliothek synthetisieren.

Core questions

• Wie wird die Bewegung eines Darstellers präzise gemessen?
• Wie wird erfasste Bewegung an einen Charakter mit anderen Proportionen angepasst?
• Wie werden Bewegungsclips fließend gemischt und verkettet?
• Wie kann neue Bewegung aus einer erfassten Bibliothek synthetisiert werden?

Key concepts

• Optische und inertiale Erfassung
• Marker-Tracking
• Bewegungsbereinigung (Motion Cleanup)
• Bewegungs-Retargeting (Motion Retargeting)
• Bewegungs-Blending (Motion Blending)
• Bewegungsgraphen (Motion Graphs)

Key theories

Bewegungs-Retargeting (Motion Retargeting)

Erfasste Bewegung muss auf Charaktere abgebildet werden, deren Skelette sich in Größe und Proportionen unterscheiden, wobei Einschränkungen wie Fußkontakte beibehalten werden müssen, damit die retargetierte Bewegung physikalisch und visuell plausibel bleibt.

Bewegungsgraphen (Motion Graphs)

Eine Bibliothek erfasster Clips wird in einem Graphen organisiert, dessen Kanten fließende Übergänge sind, sodass das Durchlaufen des Graphen lange, steuerbare Ströme natürlicher Bewegung aus einem endlichen Datensatz synthetisiert.

Clinical relevance

Motion Capture ist Standard in der Film- und Spielcharakteranimation sowie in der virtuellen Produktion, und dieselbe Technologie unterstützt die klinische Ganganalyse, die Sportbiomechanik und die Rehabilitationsbeurteilung.

History

Rotoscoping und frühe elektromechanische Rigs wichen in den 1990er Jahren optischen Markersystemen; datengesteuerte Methoden wie Motion Graphs im Jahr 2002 ermöglichten eine flexible Wiederverwendung, und markerlose sowie lernbasierte Erfassung machen derzeit rasche Fortschritte.

Key figures

• Lucas Kovar
• Michael Gleicher
• Alberto Menache

Seminal works

• kovar2002
• menache2011

Frequently asked questions

Warum wird erfasste Bewegung nicht direkt ohne Bearbeitung verwendet?

Rohdaten der Erfassung weisen Rauschen und Lücken auf, sind an die exakten Proportionen des Darstellers gebunden und stimmen selten präzise mit dem Charakter oder der Aufnahme überein, daher müssen sie vor der Verwendung bereinigt, retargetiert und oft gemischt oder bearbeitet werden.

Was ist Bewegungs-Retargeting (Motion Retargeting)?

Es ist die Anpassung von Bewegung, die von einem Körper erfasst wurde, an einen Charakter mit anderen Proportionen, wobei wichtige Einschränkungen wie das Halten der Füße auf dem Boden und der Hände an Objekten beibehalten werden, damit die Bewegung weiterhin korrekt aussieht.