《運動捕捉技術及應用》課程教學研究

劉鵬　鄭志亮

摘要：文章闡述了《運動捕捉技術及應用》課程教學的相關研究，包括前期對開設依據及開設條件的研究，還包括教學實踐過程中對課程重心的突出及教學方法優化的探索。創新出適合本課程的“教、學、演、捕、做”一體化的教學思路。

關鍵詞：教學研究；運動捕捉技術；教學思路1對于課程開設依據、開設條件的研究

運動捕捉技術（Motion Capture）如今廣泛應用于CG（Computer Graphics）行業、游戲制作、影視制作行業，本著與時俱進的課程設置思路，學院開設了關于運動捕捉技術的課程，主要面對數字媒體藝術方向的學生。《運動捕捉技術及應用》是數字媒體藝術方向大二下學期所開設的新課程，教研團隊針對開設依據及開設條件做了如下研究，包括縱向研究、橫向研究、行業研究、硬件優勢四個方面。

（1）縱向研究與橫向研究。縱向研究主要是研究本課程在課程體系中的位置。本課程與前期的課程能夠保持良好的銜接，包括動畫原理、動畫編劇及分鏡頭設計、三維軟件技術等課程的銜接，其次是能夠啟發后續課程，包括三維動畫作品編創、游戲作品編創、畢業設計等課程。除此之外，學生還可以依據本課程所學內容開展科研活動，創新作品，參加比賽等。橫向研究主要是研究其他高校相關課程的開設情況，包括課程的開設學期、教學內容、教學方法、軟硬件使用等，再根據本專業的培養方案、學生學習的實際情況進行比對，擇出不適合本專業、本課程的內容，有選擇地吸收一些內容，創新一些內容，使得新課程更好地融入課程體系，有針對性地開展教學。

（2）行業參考。行業參考主要是考慮到運動捕捉技術在動畫、游戲、影視特效等行業中的廣泛應用。運動捕捉技術在國內CG制作領域內的應用并不陌生，可以說已經作為制作流水線上不可或缺的一個環節，原因是此技術的應用可以大大降低制作成本，減少人員開支，縮短制作周期，提高CG制作公司的核心競爭力。國內有實力的制作公司或動漫基地購置了運動捕捉設備，在設備操作方面往往需要對相關人員進行培訓，培訓周期長、投入大是公司面臨的難題，如果學生在校期間接觸過運動捕捉技術，熟悉運動捕捉設備的軟硬件，就可以為公司減少相關的培訓費用、縮短培訓周期，從公司的用人成本上考慮，從學生就業率的角度考慮，本課程的開設就顯得很有必要。

（3）硬件優勢。運動捕捉實驗室的建立，保證了專業的教學場所，其空間構造符合設備安裝的基本條件，滿足雙人運動捕捉的空間。實驗室所采購的運動捕捉設備是較為先進的光學式運動捕捉設備，基于計算機視覺原理，通過對目標上特定光點的監視和跟蹤來完成運動捕捉任務。表演者需要穿著特定的服裝，服裝上粘有反光能力很強的小球，這樣的小球布局在人身上的各個關節部位，攝像機捕捉小球的運動軌跡以此記錄表演者的運動信息。其優勢在于捕捉精度較高，表演者可以運動自如，除了基本的走、跑、跳動作外，還可以捕捉一些高難度的動作。

2對于課程教學內容及教學方法的研究

根據課程教學情況、課內實踐情況及學生對課程內容掌握情況，對課程的教學內容進行微調，教學方法進行優化，突出課程重點，讓學生更容易理解和接受重點內容，總結出符合本課程的教學思路。

（1）理論學習、軟硬件學習相結合。學生在前期課程當中已經學習了動畫原理，對角色運動規律理解透徹，前期課程也包含三維動畫技術方面的課程，對三維動畫軟件的應用也有所掌握，結合本課內容，做到理論學習、軟硬件學習相結合。充分利用運動捕捉實驗室的硬件設備，開展對動作捕捉系統的研究。參考電影《阿凡達》《猿族崛起》《丁丁歷險記》，游戲《生化危機5》《戰神3》等運動捕捉環節的相關信息，通過課堂講解，將光學運動捕捉設備與其他類型的運動捕捉設備進行對比，分析出不同類型的運動捕捉設備的特點，并在學生實踐過程中，突出運動捕捉設備的使用重點以及相關注意事項。軟件方面的學習包括如何運用MotionAnalysis捕捉系統獲取運動捕捉數據，將獲取到的數據導入到Autodesk MotionBuilder軟件中進行調整，再將修改好的文件導出為FBX格式，最后導入至Autodesk Maya當中進行二次創作，二次創作包含對動作藝術性的再創造，這種創造是無法利用運動捕捉完成的，比如動畫角色的反關節運動、形體拉伸變形等等。最終在Autodesk Maya中渲染輸出。

（2）分組學習整合教學資源，保證教學效果。本課程在設計之初就考慮到學生人數與教學硬件條件的對應情況，運動捕捉系統僅有一套，在捕捉過程中各方面操作加之人員表演至少需要2人以上配合完成，為了整合教學資源，并考慮到教學效果，將學生分成小組進行學習，分組的同時還要考慮到學生缺少團隊合作的經驗，除了學生自愿原則之外還要顧及學生個人的學習能力，將學生資源盡量均勻分配，3至4人一組為宜，同一組內的學生之間能夠取長補短，各有分工，這樣就能夠提高學習效率，保證教學效果。

（3）重視運動的藝術表現，強調教學內容的重心。重視學生如何使用軟件和硬件，往往忽視了真正的目的，對數字媒體藝術方向的學生而言，提高動作設定的能力并不是簡單地會使用硬件捕捉數據，使用軟件處理數據，軟件硬件僅僅作為工具使用，學習重點則是運動的藝術表現。在捕捉數據之前，增加學生的表演環節，一個動作要經過幾次的表演與推敲，捕捉數據的同時，還要將表演留存為動態視頻，供其他學生參考學習。學生通過表演訓練可得知，即使是一個簡單的動作在設定過程中也要考慮很多的因素，一個角色行走的動作可以分為幾十種甚至上百種的方式，表演的同時需要考慮到角色的體態特征與性格特點并且要將情緒元素融入其中，這樣設定出來的動作才能夠讓觀眾信服，具有藝術感染力。因此，課程教學重點是學生的表演環節，注重運動的藝術表現，加強學生對動作的理解。

（4）調整課程教學方法，創新出“教、學、演、捕、做”一體化的教學思路。課程教學研究的過程中，教學思路逐漸清晰，創新出“教、學、演、捕、做”一體化的教學思路，依據此思路進行課程的教學實踐，教學效果明顯提高，“教”不再是老師在臺上講學生在臺下聽的單一教學，而是老師與學生，學生與學生之間的互教互學。“學”的方式多種多樣，運動無所不在，把課堂擴充到了生活當中，學生在生活中細致的觀察及體會給這門課的學習帶來很大的幫助，學生學到的是一種攫取知識方法，而不僅僅是課堂上的專業知識。“演”是課程的重心，這正是與其他課程不同的地方，也是最具特色的環節，學生通過演，能夠把握動作的精髓，設定出具有藝術表現力的動作。“捕”是通過運動捕捉系統將推敲好的動作數據化。“做”是整個過程中最后的一步，是將前四步實現的一步，不僅包括運動捕捉數據的處理，還包括針對動作的二次創作。可以說這五點在課程教學中相互影響，逐級遞進，缺一不可。

3結語

《運動捕捉技術及應用》課程注重的是實踐性，這樣的實踐離不開理論的指導，合理利用軟硬件資源開展教學，通過對課程內容及教學方法的研究、總結、創新，教學效果明顯提升。參考文獻：

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