Technologie
Motion Capture, často se používá pouze zkratka MoCap, je technologie, pomocí které lze digitálně zaznamenávat pohyby lidí, zvířat i věcí. V praxi je tato technologie používána zejména filmovými a herními studii, ale své využití nachází i ve vědě a v poslední době také ve zdravotnictví. Pomocí Motion Capture můžou animátoři nebo vědci poměrně rychle, jednoduše a hlavně velmi detailně zaznamenat pohyby zkoumaného objektu a pomocí speciálních programů přenést tyto pohyby na digitální model.
Existuje několik možných systémů pro snímání pohybů, které se liší jak cenově, tak i jejich vlastnostmi. Tyto systémy se dělí do několika skupin: optické, magnetické, optoelektrické a mechanické.
Optický systém
Optický systém je velice populární díky jeho přesnosti a flexibilitě. Na snímaný objekt je potřeba nalepit odrazové kuličky tzv. retroflexivní markery. Polohu těchto markerů pak snímají infračervené nebo červené kamery. Od markeru se odrazí světlo z kamery zpátky do svého zdroje a tím se zjistí jeho poloha vůči kameře. Pro určení přesné polohy markeru je zapotřebí, aby byl v zorném poli nejméně dvou kamer. Kvůli co nejlepšímu odrazu světla zpět do kamery mají markery tvar koule nebo polokoule. Můžou mít různou velikost, podle toho na jakou část těla se nalepí a také můžou mít různou tuhost (např. pro natáčení pádů jsou pro herce lepší měkké kuličky). Nevýhoda optického systému je zejména v potřebě speciálního studia s řízeným světlem a tedy omezeným prostorem pro snímání.
V současné době se usilovně vyvíjí optický systém, u kterého není potřeba používat speciální oblečení ani značky. Pro tuto schopnost se využívají složité algoritmy, které analyzují vstupy z několika kamer a snaží se rozeznat lidskou podobu, kterou následně rozdělí do několika sledovaných oblastí. Stále se však jedná spíše o systémy budoucnosti, jelikož mají značné problémy s rozeznáváním malých částí těla jako pohyby prstů a zápěstí nebo mimika obličeje.
Magnetický systém
Magnetické systémy se používají prakticky pouze v těch případech, kdy není možné použít systém optický, tedy například tam, kde se vyskytuje velké světelné rušení. Fungují na základě vypočítávání polohy a orientace relativního magnetického toku tří na sebe kolmých cívek, které jsou umístěny jak na přijímači, tak na vysílači. Výpočet místa a orientace umožňuje velice přesné mapování sledované relativní úrovně napětí nebo proudu cívek. Na rozdíl od optického systému dokáže přímo zaznamenat rotaci markeru. Využití magnetického systému je však díky velkému množství nevýhod omezené. Hlavní nevýhodou jsou interference i se slabými elektromagnetickými poli, které způsobují problémy při snímání v okolí kovových předmětů, dále pak poměrně omezený dosah a tedy i malý pracovní prostor a nutnost použití aktivních (napájených) markerů.
Optoelektrický systém
Optoelektrické systémy neměří přímo pohyb nebo rotaci, ale změnu světelnosti optického vlákna, které je pohybem deformováno. Tento přístup se používá zejména v datových rukavicích, protože prsty jsou příliš malé pro magnety a markery optických systémů by překážely v pohybu a navíc by zde docházelo ke značným zákrytům jednotlivých markerů.
Mechanický systém
Mechanické systémy fungují na principu vychýlení gyroskopu, snímání akcelerometrů, změny napětí/odporu při ohybu torza, stlačení určitého materiálu nebo použití exoskeletonu. Tyto systémy se velice často používají v kombinaci s jinými typy, zejména magnetickými a optoelektrickými.
Kromě běžných mechanických systémů se používají i mechanické systémy se zpětnou vazbou tzv. haptikou. Například u datových rukavic může haptika snímat kromě silové zpětné vazby také navození pocitu doteku, rozeznání povrchové struktury dotekem, snímání teploty atp. Právě díky těmto schopnostem jsou systémy s haptikou využívány především v oblasti virtuální reality.
Pavel Březina
Zdroje informací
- Přednáška pana Ing. Štěpána Kmenta, Charakterová animace pomocí Motion Capture rychle, levně a věrně, Invex 2007
- Článek pana Jana Hovory, Motion Capture - teorie i praxe, PiXEL 135 (3/2008)
- Motion Capture, anglická Wikipedie
- Motion Capture.cz
