元宇宙是虛擬人的元宇宙，也是自然人的元宇宙。對于現(xiàn)實(shí)中每一個人來說，如何進(jìn)入虛擬空間，一身“虛擬人動捕設(shè)備”成為打開元宇宙的鑰匙。

據(jù)了解，在短視頻平臺上，許安一、平頭哥、愛夏等越來越多的虛擬人IP脫穎而出，不僅收獲了龐大的粉絲，還在短時間內(nèi)獲得了不菲的商業(yè)回報(bào)。但目前，從虛擬人的制作、渲染到驅(qū)動、運(yùn)營的全鏈條來看，即便普通人擁有潛力和挖掘空間，進(jìn)入的門檻依然較高，如果缺乏專業(yè)指導(dǎo)的話，更容易走彎路。

不過隨著動捕設(shè)備的“平民化”，普通用戶打造虛擬人的門檻也有所降低。

簡述動捕技術(shù)原理與方式

現(xiàn)代動作捕捉（簡稱“動捕”）是一種虛擬制作技術(shù)，它可以記錄下真實(shí)世界的動作并進(jìn)行重新定向，以操控虛擬角色或?qū)ο蟆?/p>

“現(xiàn)代動作捕捉”方式跟傳統(tǒng)動畫中的轉(zhuǎn)描有些相似，在轉(zhuǎn)描技術(shù)中，真人表演者的動作被拍攝下來，然后用手繪動畫描出，由此便讓動畫人物做出相同的動作?！栋籽┕骱推邆€小矮人》以及《灰姑娘》等經(jīng)典迪士尼動畫電影都大量運(yùn)用了這一技術(shù)。

動捕在世紀(jì)之交開始進(jìn)入現(xiàn)代電影制作領(lǐng)域，它可以將全數(shù)字化的主要角色轉(zhuǎn)化為動畫，用例包括《星球大戰(zhàn)前傳1：幽靈的威脅》中的加加·賓克斯、《指環(huán)王》三部曲中的咕嚕、《極地特快》中的所有角色，以及《阿凡達(dá)》中的納美人。

隨著技術(shù)的精進(jìn)，這一體系開始廣泛應(yīng)用于電影、電視劇和電子游戲當(dāng)中，近些年更是為 YouTube、TikTok、Twitch等平臺的創(chuàng)作者提供了機(jī)會，幫助他們完成包含前沿、超現(xiàn)實(shí)主義虛擬角色的內(nèi)容創(chuàng)作。

有許許多多的方式可以令現(xiàn)實(shí)動作數(shù)字化，其中最廣為人知的兩項(xiàng)技術(shù)就是光學(xué)捕捉和帶慣性傳感器的動捕服裝。

光學(xué)動捕依靠一整套精密而復(fù)雜的光學(xué)攝像頭來實(shí)現(xiàn)，通過計(jì)算機(jī)視覺原理，由多個高速攝像機(jī)從不同角度對目標(biāo)特征點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，完成全身動作數(shù)據(jù)的捕捉和收集，以便給角色模型提供構(gòu)建參數(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)效果。一般來說，采用的攝像機(jī)越多，動捕的效果越好。

絕大多數(shù)美國大片都采用了光學(xué)動捕，尤其在《戰(zhàn)爭機(jī)器》、《狙擊精英》、《古墓麗影》這種需要重點(diǎn)描繪主角肢體動作的作品中，光學(xué)動捕起到了至關(guān)重要的作用。不過，光學(xué)動捕由于需要搭建專業(yè)的動捕棚以及許多專業(yè)級的攝像頭來實(shí)現(xiàn)，使得其成本動輒高達(dá)百萬元以上，成為向消費(fèi)市場普及的一大障礙。

慣性動捕則是通過傳感器來捕捉動作。一般將加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)等慣性傳感器設(shè)備安裝在目標(biāo)的全身各處，通過數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理后建成三維模型。雖然慣性動捕后于光學(xué)動捕出現(xiàn)，但其成本更低廉、操作更便捷，開始應(yīng)用在動畫制作、步態(tài)分析、生物力學(xué)、人機(jī)工程、虛擬主播等領(lǐng)域。

從2000年開始，動捕技術(shù)在電影中的應(yīng)用進(jìn)入井噴式發(fā)展期。2001年，《指環(huán)王》中癡迷魔戒的咕嚕一角就是動捕技術(shù)創(chuàng)造的經(jīng)典。2004年上映的動畫電影《極地特快》完全使用動作捕捉制作，首次實(shí)現(xiàn)了身體動作和面部表情同時捕捉的目標(biāo)。2009年，《阿凡達(dá)》的成功將動捕浪潮推向高點(diǎn)，該片憑借將3D虛擬攝影與動作捕捉技術(shù)結(jié)合，再利用CG特效，幾乎完全在棚內(nèi)創(chuàng)造出了潘朵拉星球上的一切，成為影史上的里程碑。

動捕技術(shù)不僅給影視行業(yè)帶來了飽含科技感的呈現(xiàn)形式，也在游戲、體育、教育等行業(yè)有諸多妙用。近些隨著3A游戲逐漸增多，對應(yīng)的次世代美術(shù)制作工藝也在進(jìn)化，動捕已經(jīng)成為了必不可少的技術(shù)，比如在游戲《絕地求生》中，利用動捕技術(shù)后，游戲中的虛擬形象高度逼真，行走、奔跑和射擊動作與真人無異。在體育訓(xùn)練中，訓(xùn)練師可以通過動捕設(shè)備捕捉運(yùn)動員的技術(shù)動作，并加以分析，進(jìn)而更高效、直觀地指導(dǎo)和糾正運(yùn)動員的動作施放。

元宇宙浪潮來襲后，動捕的應(yīng)用場景又進(jìn)一步拓寬。近年來，大量的虛擬主播、虛擬偶像、虛擬客服在直播電商、娛樂節(jié)目、服務(wù)平臺中應(yīng)用，想要讓這些虛擬人“活得即時”，動捕技術(shù)就成了一種解決方案，使用場景需求的增加直接推動著動捕技術(shù)和設(shè)備加速進(jìn)化。

動捕設(shè)備走向“平民化”

經(jīng)過20多年的高速發(fā)展，無論是光學(xué)動捕還是慣性動捕，都在朝著采集更精確、成本更低廉、使用更便捷的方向發(fā)展。技術(shù)的不斷演變恰趕上元宇宙潮流，動捕不再只是好萊塢電影、3A游戲制作商們的“專利”，隨著設(shè)備越來越“平民化”，普通人也可以輕易地創(chuàng)建虛擬分身，并進(jìn)行衍生創(chuàng)作。

在光學(xué)動捕領(lǐng)域，OptiTrack是不得不提的名字，作為全球最大的動作捕捉提供商，一直向需求市場輸出高性能的光學(xué)追蹤設(shè)備。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球69%的影片使用了OptiTrack光學(xué)動捕系統(tǒng)，包括漫威電影《復(fù)仇者聯(lián)盟4：終局之戰(zhàn)》、《蜘蛛俠：英雄歸來》，《奇異博士》、《雷神3：諸神黃昏》等。2017年，利亞德集團(tuán)完成了對OptiTrack的收購，在保留北美開發(fā)團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)上，大力拓展中國市場，其在國內(nèi)建立了生產(chǎn)基地，部分鏡頭也在國內(nèi)量產(chǎn)，提升了該品牌在中國市場的占有率。

OptiTrack旗下有多種動捕產(chǎn)品。最新的CinePuck 發(fā)布于今年8月，這是一個專為虛擬制作、混合現(xiàn)實(shí)和廣播工作室打造的動作跟蹤工具 。

從外觀上來看，CinePuck的造型較為小巧，采用主動跟蹤技術(shù)開發(fā)，可為實(shí)時工作流程和機(jī)內(nèi)視覺效果提供較高的跟蹤精度和準(zhǔn)確度，即使在有明顯遮擋的生產(chǎn)環(huán)境中也不會受到太多影響。CinePuck可以通過多個安裝點(diǎn)連接到任何攝像裝備上，以保持跟蹤穩(wěn)定性。如果配套使用OptiTrack旗下的相機(jī)，還可以使用該品牌旗下Motive 軟件處理的光學(xué)數(shù)據(jù)，為實(shí)時制作提供高質(zhì)量、強(qiáng)流暢的跟蹤效果。

CinePuck 現(xiàn)已上市，官方建議零售價為 2999 美元，約合人民幣20910元。按照OptiTrack 品牌經(jīng)理 Neil Abrew的公開說法，利用CinePuck ，客戶可以在30x30 英尺的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)全體積跟蹤，總成本約為3萬美元（約合21萬元）。

除了CinePuck 之外，OptiTrack旗下還有Primex 41、Primex 22、Primex 13等多款光學(xué)動捕攝像頭，售價從2499美元至6499美元不等。與此同時，OptiTrack提供了與攝像頭適配的一系列光學(xué)動捕軟件。

Vicon在光學(xué)動捕領(lǐng)域同樣大名鼎鼎。它由英國著名的光學(xué)動捕系統(tǒng)供應(yīng)商Oxford Metrics Limited開發(fā)，專門為動畫制作量身定做，是世界上第一個設(shè)計(jì)用于動畫制作的光學(xué)動捕系統(tǒng)。Vicon已在《角斗士》、《星球大戰(zhàn)》等的經(jīng)典影片中發(fā)揮了重要作用，創(chuàng)造了很多經(jīng)典的動畫鏡頭。

今年7月，Vicon推出了新一代旗艦級系列攝像機(jī)Valkyrie，該系列共四款型號，旗艦機(jī)型VK26是虛擬制片和視覺特效等高要求應(yīng)用場景的理想選擇，因?yàn)樗鼡碛?600萬像素和全畫幅150FPS的高刷新率性能指標(biāo)，能夠覆蓋極大的場地空間面積。除此之外，Valkyrie系列還包括VK16、VK8、VKX等多款更低級別的攝像機(jī)。由于面向?qū)I(yè)級，Valkyrie系列攝像機(jī)的售價較高，業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)一套動捕系統(tǒng)要在50萬元以上。

在國內(nèi)，北京度量科技有限公司旗下的NOKOV有較高知名度，主要應(yīng)用于機(jī)器人、無人機(jī)等智能體室內(nèi)定位與協(xié)同控制，機(jī)械臂、仿生機(jī)器人、人體步態(tài)動作捕捉，虛擬仿真、大空間VR、虛擬現(xiàn)實(shí)、影視特效制作等多種不同場景。NOKOV光學(xué)三維動作捕捉系統(tǒng)主要由三維動作捕捉鏡頭、連接器、光學(xué)標(biāo)定系統(tǒng)、反光標(biāo)識球、鏡頭連接線、鏡頭固定裝置套件和軟件組成。

NOKOV動捕系統(tǒng)工作時需要多個Mars系列動作捕捉鏡頭進(jìn)行動作采集，Mars12H產(chǎn)品的鏡頭分辨率為1200萬像素，頻率300赫茲。官網(wǎng)并未公布該套系統(tǒng)的售價，但其強(qiáng)調(diào)NOKOV的價格比其他任何光學(xué)動作捕捉系統(tǒng)都更具競爭力。

成立于2015年，總部位于中國上海的青瞳視覺也是國內(nèi)光學(xué)動捕領(lǐng)域的知名廠商。今年9月青瞳視覺攜光學(xué)動捕系統(tǒng)“普羅米修斯”，亮相2022世界人工智能大會，特點(diǎn)是支持雙人動作捕捉。在世界人工智能大會的現(xiàn)場，青瞳視覺搭建了12臺X1動捕相機(jī)，在5m*5m的空間范圍內(nèi)，能夠精確有效地捕捉雙人動捕演員的動作。

“普羅米修斯”的主要賣點(diǎn)是“萬元級”的低廉價格定位，官網(wǎng)顯示，由8臺X1動捕相機(jī)、8個支架、1個校準(zhǔn)桿等套件組成的光學(xué)動捕系統(tǒng)售價29999元。相機(jī)越多、套件越多的系統(tǒng)售價則相應(yīng)提高。

在慣性動捕領(lǐng)域，Xsens MVN Animate動作捕捉系統(tǒng)聲名遠(yuǎn)播，它面向?qū)I(yè)級市場，專為游戲、電影、動畫和現(xiàn)場娛樂的使用而優(yōu)化。在制作中使用Xsens的知名游戲及電影有《曼達(dá)洛人》、《命運(yùn)2》、《X戰(zhàn)警:黑鳳凰》、《地獄之刃》和《黑豹》等。

Xsens MVN Animate有17只無線跟蹤傳感器，相比于光學(xué)動捕大多只能在室內(nèi)使用，該系統(tǒng)可在戶外所有條件下傳送好萊塢級慣性動捕數(shù)據(jù)，同時支持多人動作捕捉，可與Manus VR手套以及主要3D軟件包無縫協(xié)作。此外，這款系統(tǒng)宣稱在所有場景中抵抗磁性干擾，即使在具挑戰(zhàn)性的磁干擾環(huán)境中，也能提供高質(zhì)量的動捕數(shù)據(jù)。

國內(nèi)市場中較知名的慣性動捕廠商有諾亦騰，推出了入門級動捕Perception Neuron 3及Pro版。該公司從2012年成立起便開始從事慣性動作捕捉技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)。為了降低大眾使用動捕技術(shù)的門檻，入門級產(chǎn)品包含全身17個節(jié)點(diǎn)的慣性無線傳感器，通過穿戴綁帶或者選配的動捕壓縮服的形式固定在使用者全身。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，Perception Neuron 3傳感器追求小巧，重量僅為4g左右，長度約27mm，寬度約16mm，長度和一枚一元錢硬幣的直徑差不多。動捕設(shè)備的小型化保證了制作流程的可移動性，可使使用者在更多的環(huán)境中進(jìn)行動捕工作。這套慣性動捕系統(tǒng)官方售價為22800元，相比光學(xué)動捕系統(tǒng)動輒數(shù)十萬、上百萬的價格具有成本低廉的優(yōu)勢。

更為“親民”的慣性動捕設(shè)備則是Sony最新發(fā)布的便攜式動捕追蹤器Mocopi，它由6個紐扣大小的跟蹤傳感器和專用的智能手機(jī)應(yīng)用程序組成，售價為49500 日元（約2610元）。Mocopi注重便捷性，追蹤傳感器直徑為 3.2 厘米，重量為 8g。它無需計(jì)算機(jī)即可工作，在室外也能使用。不過，由于傳感器數(shù)量較少，Mocopi的動捕效果也可能略打折扣，對于Vtuber、虛擬主播來說，Mocopi或許能夠滿足他們的需求。

從市場主流的動捕產(chǎn)品來看，相比數(shù)年前動輒需要投入百萬級成本的動捕設(shè)備，當(dāng)下的動捕系統(tǒng)售價越來越便宜，科技含量也有所升級?？梢悦黠@感受到的趨勢是，各個動捕廠商們都在開發(fā)“平民級”的動捕設(shè)備，尤其是便攜性較強(qiáng)的慣性動捕系統(tǒng)，可以讓普通創(chuàng)作者輕易地創(chuàng)建數(shù)字內(nèi)容。

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