几种典型的动画表演动作捕捉系统

早期的试验性表演动画系统在20年前就已经出现了，至今已获得了长足的发展，不过，最重要的发展还是在近两年。表演动画系统从专用系统和IRIX工作站向基于NT的PC机的过渡，使其产品化系统的价格变得比以往任何时候都要低廉，从而开辟了一个更加广阔的市场。目前，许多著名的影业公司和工作室都在使用各种新产品进行动画制作。

SynaFlex表演动画系统 2000年面世的最激动人心的新产品之一就是由SynaPix公司出品的SynaFlex系统。这是一套极富创造力的3D分析、动作设计与合成系统。它利用视频流分析（Visual Stream Analysis，VSA）过程，将实况动作图像序列转化成3D图形，并在SynaFlex 虚拟剧院（Virtual Theater）重建的场景中显现。

1．虚拟剧院

虚拟剧院的交互动作设计使由Maya软件生成的动画人物与重建场景能够完全按照导演的要求相互影响。由基本场景调度开始，SynFlex艺术家通过移动一个替身穿过虚拟剧院来设置人物的基本路径，并用Maya上的SynFlex插件来生成摄像机和替身的路径；接下来，Maya动画师就可用这两种路径实现实际人或物的运动；然后，SynaFlex艺术家用SynFlex插件将完成的Maya动画放置在虚拟剧院中，直接在真3D工作区间中获取动画和场景的关系，并采用特定的灯光效果，使计算机生成的对象和实际对象的外观显得自然而和谐。

2．ZCAM的PRS技术

要实现从2D到3D天衣无缝的转化，主要依靠这套先进系统利用软件和专用硬件的某种组合，对各种视频画面进行取样和比较，从而调出同一个场景的多个微小区别。通过对这种信息进行分析，能精确计算出每个元素与摄像机之间的距离，这将不得不提到以色列3DV Systems公司推出的ZCAM。

ZCAM引入了3D成像中一种革新的概念，采用专利测距技术--平行延伸感觉(Parallel Range Sensing，PRS)技术，从而使ZCAM景深摄像机得以同时捕捉色彩（RGB）和景深（Z）--每个像素到相机的距离，使摄像机可以记录某个场景中各个元素的三维相关坐标，并能获得物体与屏幕上各个独立像素之间的距离。

ZCAM景深摄像机能把对象从它的背景实时分离出来，它使用的是景深键(depth keying)而非色键(chroma keying)。其景深识别和跟踪都是实时完成的，能够实时成像而不需要蓝幕合成--前景元素能被从任何背景中提取，并在另外的背景中显示出来。

将焦点人物由彩色变成了黑白效果，更夸张地成了液体金属人。令人激动的是一切都是实时生成的，从而在电视直播中得以应用。

在2009年2月Zcam公司将其所有产权出售给了Microsoft公司才有了在E32009上我们看到的神奇的Project Natal.

AliaslWavefront公司已经宣称，它与SynaPix公司签署了一项许可与开发协议，将Maya软件集成在SynaFlex系统中，令Maya软件的所有图形与动画制作功能都能在SynaFlex系统的用户界面中调出，SynaFlex表演动画系统取代大名鼎鼎的Maya系统已为期不远了。

Typhoon表演动画系统

在各种表演动画系统的竞争中，以色列公司有后来居上之势，除了上面介绍的ZCAM摄像机外，以色列DreamTeam公司的"台风"（Typhoon）表演动画制作系统在美国国家广播联合会（NAB）上首次露面时，曾引起巨大的轰动。在美国拉斯维加斯，Typhoon曾与RT-Set公司的虚拟布景技术和光学运动捕捉专用程序MotionAnalysis一起进行了一次令人难忘的演示。Typhoon系统以穿有紧身衣的演员的动作为基础制作的虚拟人物，与计算机生成的环境实时结合在一起。除了跟踪演员的运动之外，这种新的运动分析系统还用一圈红外LED跟踪摄像机的运动。

Typhoon从一流3D动画包无缝地导入了完全的3D场景（几何、动画、相机、光线、实体、变形等）。在Typhoon系统中，能够用市面上的运动捕捉系统和其他外围设备如操纵杆、midi滑块、鼠标等来完全控制并实时生成3D场景动画，而无需专门的设备。它还能把实时动画转到一个便利的、用户界面友好的包中，便于那些没有编程背景的人使用，使它成为内容开发者的理想工具。除了实时生成、虚拟布景集成、后期创作这些新功能以外，Typhoon独特的优势还在于以下方面：

● 单皮肤层 Typhoon支持单皮肤构型人物（即仅有一层皮肤而无肌肉层、骨架层等），代表着实时动画人物在外貌和真实感觉上的极大进步。单皮肤模型包括构成人体的多边形的顶点，这些顶点在3D动画包中建立，并且可以按照不同的权重移动或翻转。

● 摄像机跟踪和声音跟踪(VocalTrack) Typhoon与各种摄像机跟踪系统的集成，允许将虚拟人物插入现实或虚拟环境中。在多摄像机配置情况下，演播室摄像机还能与Typhoon的虚拟摄像机同步，这样人物在每一帧动画上总是在正确位置上出现。VocalTrack能实现实时自动唇形同步，实时传送声音，并控制9种面部表情与声音配合。

● 实时反向运动学 Typhoon的实时反向运动学引擎提供了对人类真实运动(Typhoon 称之为"双足"运动，bipedal)的全部解，这个解集包含了人类演员相对于那些虚拟演员的特性，限制了动画人物的运动和与环境的交互。形象地说，就是把人物的脚"粘"在地上，并避免出现人物的四肢进到自己身体这样荒诞的情形。

● 多计算机/多处理器支持 选择Typhoon远程渲染模式，一台电脑运行Typhoon，而另一台进行所有的渲染，这样会非常明显地提高实时渲染的能力。作为一个真正的多CPU应用软件，Typhoon使用所有可用进程，优化了渲染能力，同时整体能力增加了60％。

FilmBOX表演动画系统 曾担纲大片《Matrix》特技制作的Kaydara公司的FilmBOX系统，是惟一一套内容创作和交付的实时工具，它标志着混合媒体（mixed-media）环境中内容创作的新时代。从特技到游戏开发，升级的FilmBOX产品系列满足了动画制作流程流水线化的要求，从而大幅削减了生产成品的时间和金钱。

1．FilmBOX运动捕捉设备

FilmBOX motioncapture是一套实时捕捉系统，它把以前的FilmBOX动画系统和运动捕捉系统的一整套工具结合起来，以满足捕捉、编辑运动数据的要求，通过它就能从无限数目的运动捕捉和跟踪设备获得即时动画数据。

FilmBOX运动捕捉系统还包括一套运用运动数据使人物运动过程简单化的高级映射技术。有了可用的支持运动捕捉的设备（没有数目限制），FilmBOX就能针对游戏开发、影视特技和商业应用各提供一种运动捕捉方案，并创建运动库，积累数字图像素材。

2．FilmBOX动画系统

FilmBOX animation是一套实时动画系统，特别为3D人物"内涵"的创作和重新设定而设计，它包含了混合媒体的3D内容创作所必需的视频和音效工具，以及基本输入硬件设备的实时运动触发和运动记录。FilmBOX动画系统提供3D人物创造的基础，与FilmBOX运动捕捉设备结合，可完美地应用于影视创作、游戏开发以及在线内容创作领域。

3．FlimBOX在线系统

FilmBOX online是一套完整的实时表演动画生成系统，在一个单独的统一的创作环境中整合了人物动画、实况运动捕捉、摄像机跟踪，以及实时音效和视频工具。FilmBOX在线系统的最终平台为混合媒体，可在其上进行实况合成。

在FilmBOX动画系统和运动捕捉系统提供的工具的基础上，FilmBOX在线包含了实时输入和输出，允许实时操纵动画产品（3D、视频、音效等）所有的主要元素。它还有多样化的文件交换格式，支持主流3D软件的场景输入/输出，包括SOFTIMAGE/3D、Alias Maya/Power 、Animator/Kinemation，Newtek Lightwave与Kinetix 3D Studio Max，另外也支持所有主要的动作数据文件格式。

4．FilmBOX的应用

FilmBOX可用来完成专业网球赛的模拟，生成以真实世界为背景的超过500个动作的动画。从发球(serves)到扣球(smashes)所有一切都被捕捉到，甚至到运动员在结束时挥手的动作。

而Sony Team Soho的开发队伍用FilmBOX取得了运动捕捉如何应用于游戏开发的突破。对于游戏中的人物动画，该团队使用FilmBOX来"清洁"运动捕捉的数据（即消除捕捉到的噪声点），并直接输入到PlayStation 2。同时FilmBOX允许他们直接在运动捕捉数据上生成动画，用最少的时间得到最好的结果。

针对现有的制作工具难以为2D和3D混合的设计与合成提供一个特别令人满意的环境，要将它们结合在一起，大多数只能费劲地一帧一帧地完成这一现状，Softimage 3D推出了Toonz插件，这种插件能自动将3D空间中所有的摄像机动作集成到2D环境中，所以将大大缩短将这两个世界合并到一起所需要的时间。最新产品是用于Softimage DS合成、编辑与特技系统的Toonz插件。

另一值得关注的是西班牙Crater Software公司推出的在表演动画系统中有卓越表现的CTP软件包。它可以在任何Windows PC机上运行。新增加的功能包括无限分层、摄像机运动的交互定时,以及先进的阴影刻画。

这些表演动画系统的发展方向是实时化，能即时生成动画及其渲染效果;交互式，能很好地理解导演的要求，方便更改和调节；3D和2D的完美结合，使虚拟世界富于立体感。可以想象，表演动画系统的进一步发展，虚拟主持人、交互式电视、3D在线游戏等的出现和完善，必将使我们的生活更加多姿多彩、亦真亦幻。

注：以上信息从网上转载可能比较陈旧了，但是其中的3DV system的部分信息和图片这次补充上去的。