游戲動畫中的動作捕捉研究

孫艷 付佳

摘 要：隨著科技逐漸發展，傳統的游戲動畫動作捕捉技術難以滿足技術需求。本文中對傳統的動作捕捉方法處理速度低、精度低等問題進行分析，從游戲動畫動作捕捉的原理入手分析，強調動作捕捉的難點，從游戲動作捕捉的動作列表、跟蹤點設置、布局設計等方面入手，實現傳統游戲動畫動作捕捉的更新。在人體關節樹模型的啟發下，實現游戲動畫中的動作編輯。

關鍵詞：游戲動畫；動作捕捉；研究

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5312（2016）24-0278-01

游戲動畫在科技高速發展的當今社會中應用，游戲人物的動作捕捉技術是游戲動畫研發中的重點技術。在傳統的運動捕捉方法下，存在著很多問題，制約著游戲動畫的研發，以及技術水平提升。對于游戲動畫中的動作捕捉要求比較高，對于其進行更新技術研究，具有積極的意義。

一、游戲動畫中的動作捕捉技術原理

動作捕捉技術是一種對運動物體，在三維空間運動狀態進行測量的技術。該種技術在應試、動畫、人物游戲等諸多領域的制作中應用廣泛。對動作捕捉技術原理進行分析，目前，能夠投入到實際應用中的動作捕捉方法主要有機械式、磁性式、光學式三種。其中光學式的動作捕捉原理是使用6-8個攝像機進行環繞表演場地排列，這些相機的視野相互重疊，并且重疊區域就是人物動作集中表演的區域。游戲動畫中的動作捕捉，需要在人體真實操作下實現。在演員的關節上粘貼特殊的反光材料，并且通過計算機設置跟蹤點。在攝像機中反射出來的光線，能夠應用于信息的存儲，經過計算機的內部處理，轉換為三維坐標。最后利用軟件，將這些跟蹤點的信息轉換到骨骼信息軟件中，進行特殊動作的制作。

二、游戲動畫中的動作捕捉方法分析

1.游戲動畫動作跟蹤點的科學布局設計。進行游戲動畫動作的捕捉，需要在規定的模型基礎上，設定跟蹤點，實現不同動作的跟蹤。那么在實際的跟蹤點布局設計中，首先需要建立適合人體的模型，該人體模型的建立，不能太簡單，但是也不能過于復雜。當人體模型比較簡單的情況下，系統將不能準確的捕捉到跟蹤點，游戲動畫動作遲緩。然而，當人體模型比較復雜時，將會迅速的增大動作設計的應用以及動作求解難度。一般情況下，游戲動畫人物在運動中的動作捕捉模型由16個關節點組成，16個節點能夠將人體運動環節簡化。主要包含頭部、左右肩、手腕、胯骨、脊椎、膝蓋、腳趾等。當這些節點固定好之后，通過動作捕捉設備固定在表演者身體部位上，該種裝置能夠發出信號，保障接收器能夠對當前位置進行標定，以確定跟蹤點。在光學式的動作捕捉系統中，可以采用光敏跟蹤點對表演者的動作進行跟蹤，該種跟蹤點追蹤方式比較迅速，靈敏度高[2]。當選定動作捕捉主體之后，需要在身體關鍵部位，進行跟蹤點的設置，通常情況下，跟蹤點的設置沒有固定的限制，需要根據實際情況進行設置。由于人體的關節部位的靈活度不同，在進行捕捉點設置時，需要注意重點動作的設計。

2.游戲動畫動作列表制作。游戲動畫的實際動作一方面含有單一大幅度動作的特質，另一方面具有多個細小動作連貫的特質。在游戲動畫動作捕捉環節中，將計劃動作分為序列動作和單個動作兩部分設計。這兩部分的動作設計為動作列表制作，在進行序列動作設計中，需要對一連串的前后相繼、相互關聯的動作進行設計，使得動作能夠體現出一種周期性特點。在序列動作設計中，按照人的身體部分劃分，分為上體動作、下體動作。在上體動作中，以腰部為支點，進行手臂的伸長、收縮以及彎曲等動作設計，在下體動作中，包含了人物腿、腳等動作設計。在單個動作設計中，由于單個動作完整性比較強，在動作設計中難度系數比較大，但是該類型的動作設計不具備一定的周期性，需要根據游戲動畫中的實際情境進行設計。

3.游戲動畫動作的運動編輯。當人體運動模型建立完整之后，進行動作跟蹤點的設置，接下來進行動作的運動編輯。動畫運動編輯與傳統的人體關節動畫相比，存在著明顯的優勢，能夠比較準確的進行人體的運動特征獲取，在現代的游戲動畫中的應用比較廣泛。在運動編輯環節中，附在演員身上的各個關節部位傳感器，能夠將關節位置信息傳遞給計算機。當演員運動的參數被傳遞到計算機三維模型中，能夠模擬人體運動，系統將人體運動下來的蹤跡捕捉下來，并且在軟件的支持下，生成游戲運動。實現運動編輯，需要在人體關節樹的建立下，進行客觀的運動描述，將人的運動模型轉變為樹的模型，在運動模擬上更加的科學。

三、結論

綜上所述，動作捕捉技術是一種對運動物體，在三維空間運動狀態進行測量的技術。該種技術在應試、動畫、人物游戲等諸多領域的制作中應用廣泛。目前，能夠投入到實際應用中的動作捕捉方法主要有機械式、磁性式、光學式三種。進行游戲動畫動作的捕捉，需要在規定的模型基礎上，設定跟蹤點，制作游戲動畫動作列表，對游戲動畫動作進行運動編輯。

參考文獻：

[1]黃健聰.基于Kinect的骨骼動畫技術研究[D].廣州：華南理工大學，2014.

[2]朱離.次世代游戲動畫的特點[D].南京：南京藝術學院，2009.

[3]盧亞蘇.角色扮演類網絡游戲動畫中動作表現的特點探析[J].美術教育研究，2013（20）.

[4]王新，朱信忠，趙建民，徐慧英.基于實時動作捕捉技術在影視動畫中的研究[J].微型電腦應用，2014（03）.