動作捕捉技術：從電影特效走向可穿戴設備與遊戲

《霍比特人》裏兇悍的咕嚕姆、《泰迪熊》裏充滿痞氣的毛絨熊、甚至《阿凡達》裏的納美部落公主……電影裏那些經典虛擬形象生動的表演總是能打動觀眾，而它們被賦予生命的背後都源於一項重要的科技技術——動作捕捉。

攝影棚中，幾十個高速攝影機捕捉現實演員的動作後，再將這些動作還原並渲染至相應的虛擬形象身上。這個過程的技術運用即動作捕捉，英文表述為Motion Capture。

這個於上世紀70年代就被利用於電影動畫特效製作的技術，如今正在被一股新的科技力量所改造。這股力量中起着關鍵作用的，即近年來飛速發展的傳感器技術。

當傳感器的尺寸被製作得越來越小、價格越來越低，動作捕捉從原有的光學動捕類別之外，發展出新的門類：慣性動捕。

相比於前者是利用高速攝影機捕捉人身上安裝的mark點來反算肢體動作。後者的技術核心，則是利用無線慣性傳感器組合輔以數據融合算法來採集人的動作姿態，並利用無線傳輸呈現在電腦或移動設備上。

雖然前者依舊擁有更成熟的技術和捕捉精準度，但從成本考慮，慣性動捕全套設備的市場售價可以低至光學動捕系統售價的十分之一。

在生產基於傳感器的慣性動捕設備領域，北京諾亦騰科技有限公司是該技術研發和設備製造的代表。公司聯合創始人、首席技術官戴若犁近日接受了騰訊科技專訪，介紹了他們對動作捕捉技術的運用領域，以及該技術在虛擬現實、可穿戴智能設備中的價值。

“如果是五年前，我們可能都無法想象基於傳感器的動作捕捉技術可以被運用到更大規模的領域，比如體育訓練和醫療健康。因為傳感器的尺寸、精度和成本都達不到要求。”戴若犁在介紹慣性動捕的市場機會時如此總結。

諾亦騰公司英文名為Noitom，名字來源於將英文單詞Motion的逆序拼寫。在該公司的業務類目中，除了為電影、動漫、遊戲等製作公司提供動作捕捉設備，其更重要的是將技術應用到消費者領域級別的產品，比如他們已經生產出來的針對高爾夫球運動者的mySwing產品。

這套北美售價為149美元的、面向高爾夫球手的設備，藉助動作捕捉和模式識別算法，通過手機應用向球手顯示相應的動作數據，比如他們的揮杆節奏、杆頭速度、杆頭軌跡和擊球時的杆面的角度等。當這些信息傳遞給球手，再結合相應的教練建議，則能為球手提高技術水準提供直接的幫助。

戴若犁稱，公司之所以要在企業級的電影動畫製作和消費者級別的市場中同時發展，是因為前者可以刺激公司將產品質量和精度方面打造得更為成熟。後者則意味着公司的技術可以被運用到更大規模的市場和人羣。

尤其在目前可穿戴智能設備高速發展的領域，如果能整合動作捕捉、模式識別等算法或添加內嵌該技術算法的芯片，那麼市面上的可穿戴設備功能將不僅僅是傳統的記步或卡路里消耗計算，而是可以提供更多的動作數據的記錄、分析、統計，比如籃球運動員可以瞭解本場比賽的持球時間、投籃次數、運球次數、奔跑時間甚至命中率等各類數據。

因此，除了即將於年底開始向影視動漫製作或遊戲公司售賣動捕設備外，諾亦騰的另一個業務就是向需要利用動捕技術和算法的公司進行技術授權。

據戴若犁介紹，目前已向國外一家做可穿戴設備的大型知名上市公司進行了算法技術授權。國內的一些做傳感器模塊和做手環手錶等智能設備的公司也在和諾亦騰談相應的技術授權合作。

在體育領域之外，另一個動捕運用的產業則是更大規模的醫療行業。比如國內的一些醫療實驗室就在和諾亦騰聯合開發用於癲癇病人診斷和康復訓練的設備。如果傳統的作法是靠醫生來目測病人的步態和體徵，那麼動作捕捉的設備則藉助數字化的精密測量方式更客觀地進行數據統計和診斷，以此反映病人的治療效果。

未來，這套結合了動捕技術的傳感器和算法如何被更多行業所運用，還需要藉助更多細分領域有積累的公司共同參與。

革命性領域：虛擬現實遊戲

在戴若犁看來，從更前沿的視角出發，動作捕捉真正能夠產生革命性價值的領域將會誕生在虛擬現實遊戲。

能讓人們沉浸在虛擬現實中的遊戲會將玩家帶入到一個新的遊戲世界中。在那裏，沒有鼠標鍵盤，玩家彷彿置身於一個完全由自己動作主宰，並隨着相應動作變化而激發出相應遊戲效果的虛擬現實場景中。

在實際的演示中，戴若犁就穿上了一套裝有動作捕捉模塊的馬甲和手套，當他的手進行揮動時，屏幕中的遊戲人物也隨之揮動手臂並觸發了紙箱引爆的效果。這和Kinect等設備採用的深度紅外攝像頭捕捉動作技術不同，利用傳感器實現的動作捕捉和頭戴式顯示設備結合，將能使遊戲從客廳或固定場景向更自由的場景延伸，此外，動作上的精度也能產生質的提升。

虛擬現實技術得到大規模運用取決於兩個條件，首先是顯示，即顯示在人們面前的虛擬場景要讓人們感覺到真的置身在一個新的場景中。另一個條件就是交互技術，好的交互手段不會讓人們感覺到自己還在現實世界當中。比如當自己通過顯示設備進入了一個虛擬魔幻世界時，如果此時要操作鼠標或者鍵盤，那麼這種交互方式依舊是在提醒用户自己還在真實世界裏。

在當前的行業發展中，顯示領域的代表性設備即Oculus Rift。該頭戴式顯示器將傳統的數千美元的設備降至300美元。低價的設備解決了虛擬現實遊戲的第一個設備門檻，從而也刺激了更多遊戲廠商願意開發基於該設備的遊戲。

據戴若犁介紹，目前眾多遊戲界領軍人物為該設備背書，超過70個遊戲可採用該設備進行體驗。但是大多數遊戲依舊需要玩家利用遊戲搖桿或鍵盤，交互方式未得到改變的場景下，遊戲體驗仍無法達到質的改變。

當基於傳感器的動作技術捕捉能大規模運用於遊戲中，那麼虛擬現實遊戲的交互問題將得到解決。這也是諾亦騰公司關注的領域。

“技術成熟後，我們需要説服更多的遊戲公司考慮採用動捕技術，比如動視暴雪、藝電、Zynga，甚至騰訊等。當行業的參與者共同將資金和技術的成本降低，並形成一套統一的標準，那麼虛擬現實遊戲的發展速度將遠遠超過大家的想象。可能在一年的時間裏，就會產生讓大家驚歎的狀態。其中端遊這個市場將最先受到衝擊。”

顛覆性的虛擬現實遊戲會遇到什麼樣的難題？“消耗體力可能是一個障礙。你知道，現在的宅男恨不得只需要動動手指就能操作。那麼，對於動捕而言，這些問題都還需要解決。”