1914年創(chuàng)作了《大力水手》等知名動畫的動畫師Max Fleischer發(fā)明了轉(zhuǎn)描機技術(shù)(Rotoscoping),并將其應用在自己的系列動畫《逃出墨水池(Out of the Inkwell)》中。轉(zhuǎn)描機技術(shù)的原理是將真人表演拍攝的膠片用轉(zhuǎn)描機(Rotoscope)每次播放一幀畫面并投射到毛玻璃上,以供動畫師在此基礎上逐幀描摹真人的動作(即拓印),最終將所有拓印所得畫幅串聯(lián)起來成為動畫作品。

　　《逃出墨水池》中,由Max的弟弟Dave Fleischer表演拍攝的視頻就是該動畫中小丑這一形象的參考原型,也是自此,轉(zhuǎn)描機技術(shù)逐漸開始被世界各地動畫制作公司廣泛使用。

　　1937年迪士尼公司精確地將轉(zhuǎn)描機技術(shù)運用在動畫片《白雪公主和七個小矮人》中,這也是歷史上首部運用轉(zhuǎn)描機技術(shù)生成的長篇動畫作品。白雪公主的描繪原型為迪士尼公司聘請的一位會跳舞的女孩,動畫師和助手常常參考原型視頻,有時甚至需要從鏡子里看自己,以觀察人自然的體態(tài)姿勢。電影主要使用了關鍵格動畫,需要人手繪制幀動態(tài),并在兩個不同的關鍵幀之間填充人物自然過渡的動作形態(tài)。

　　到1941年,中國上海美術(shù)電影廠在《鐵扇公主》中亦運用了這樣的技術(shù),并在海內(nèi)外一舉成名,取得了巨大成功。

　　轉(zhuǎn)描機技術(shù)成片效果如此之好,甚至原版《星球大戰(zhàn)》三部曲當中也使用了它來制作發(fā)光劍的特效,但由于該技術(shù)以描繪為核心,現(xiàn)代許多動畫導演都避諱使用,即使用到,提及時也常常宣稱成片僅以視頻作參考,而非直接描畫。

　　該技術(shù)給動畫的靈動性帶來了飛躍性的提升,但由于需要大量手繪,所需的人力和時間成本都較高,雖已存在很長時間,但是其替代方法也隨之迅速發(fā)展起來。轉(zhuǎn)描機技術(shù)被發(fā)明的五十年后,隨著生物力學實驗室開始使用電腦分析人類動作,動作捕捉類研究終于在計算機圖形學領域找到了自己的一席之地,而現(xiàn)代動作捕捉技術(shù)時代也終于到來。

　　20世紀80年代,思蒙弗雷澤大學(Simon Fraser University)人體運動學與計算機科學的Tom Calvert教授最早將“機械版動作捕捉系統(tǒng)”使用在舞臺舞蹈設計學和運動異常的臨床評估中,他將多個電位器安裝在人體上并使用人體動作輸出的數(shù)據(jù)來驅(qū)動電腦中的動畫形象。Calvert和他的團隊使用電位器重點研究了膝關節(jié)區(qū)域,“模仿系統(tǒng)”中的動作數(shù)據(jù)被數(shù)字化后進行輸出轉(zhuǎn)換,并被發(fā)送至計算機動畫系統(tǒng)。

　　此番生物力學研究為未來的影片制作鋪平了道路,在接下來的十五年中,當動作捕捉與計算機圖形技術(shù)相遇,動作數(shù)據(jù)的易得性使動作捕捉技術(shù)快速發(fā)展,并相繼被完整、大規(guī)模地運用到游戲與電影行業(yè)。

　　1994年,電影《指環(huán)王》的拍攝則第一次將動捕拍攝步驟帶到了拍攝現(xiàn)場,動捕演員先驅(qū)Andy Serkis在場地中可以作為“咕嚕”這一角色和其他演員進行互動,這樣的互動更加有利于角色的塑造,因為只有當演員在表演過程中獲得了其他演員的情緒和語言反饋,自身情緒才能更酣暢地被釋放,角色才能更加有血有肉、活靈活現(xiàn)。

　　電影博客ScreenCrush的副主編Nick Romano總結(jié)道:“雖然游戲行業(yè)率先將動捕技術(shù)運用到娛樂領域,但特效藝術(shù)家John Dykstra很快便注意到了這一趨勢,并決定將其應用到Val Kilmer執(zhí)導的《永遠的蝙蝠俠》(1995)中,為Kilmer的一些特技動作創(chuàng)造一個數(shù)字替身。自此,導演James Cameron也在《泰坦尼克號》(1997)中小范圍使用了動捕技術(shù),2000年Ridley Scott將其運用在電影《角斗士》中,而Jorge Lucas則在創(chuàng)作《星球大戰(zhàn)前傳》(1999-2005)中的Jar Jar Binks這一角色時使用到了動捕技術(shù)。”

　　2005年,《金剛》在動作捕捉技術(shù)上增加了另一層創(chuàng)新——電影使用了面部捕捉技術(shù),加上大量的后期制作,制作組在金剛的臉上精準還原了演員表演時自然連貫的表情神態(tài)。而在《金剛》上映前,面部捕捉技術(shù)還未被真正使用到電影中,面部動畫僅能通過后期制作實現(xiàn),動畫師必須依靠真人視頻作參考來制作數(shù)字虛擬面部動態(tài)。而隨著技術(shù)的進步和電影行業(yè)的長足發(fā)展,面部捕捉技術(shù)在電影產(chǎn)業(yè)中扮演的角色逐漸越發(fā)重要。

　　2009年上映的《阿凡達》可以說是將動作捕捉與表情捕捉技術(shù)成功結(jié)合的先驅(qū)者。導演James Cameron與團隊使用了頭戴式面部捕捉相機,并建立了有史以來最大的拍攝與動作捕捉影棚,Cameron為《阿凡達》開發(fā)的“虛擬拍攝(Virtual Cinematography)”也經(jīng)常被使用。

　　2006年的《加勒比海盜2:聚魂棺》也因為在電影中使用了面部捕捉技術(shù)而聞名世界。

　　拍攝時,攝制組使用了面部捕捉及動作捕捉技術(shù)來捕捉和記錄Bill Nighy及扮演被詛咒船員演員們的動作數(shù)據(jù)。

　　這種面部捕捉和動作捕捉相結(jié)合的高成本拍攝方式在當時仍不算常見,但隨著技術(shù)的發(fā)展和相關成本的下降,2011年,動捕設備已經(jīng)非常小巧和輕便,且不會對表演效果產(chǎn)生較大影響。

　　到了《霍比特》三部曲及《猩球崛起》時期,在電影拍攝過程中使用演員間可交互式面部及動作捕捉技術(shù)已經(jīng)是影界標準做法。在原有動捕技術(shù)的基礎上,技術(shù)層面,科研人員也實現(xiàn)了從紅外被動標記點捕捉到紅外主動標記點捕捉的技術(shù)開發(fā),而在《猩球崛起》中使用的戶外實景動作捕捉技術(shù)也已逐漸成熟,并開始被電影界廣泛使用。

　　2019年,一部CG與真人結(jié)合的電影《阿麗塔:戰(zhàn)斗天使》誕生。拍攝過程中,技術(shù)人員在演員面部標記了重要活動肌肉,而演員頭戴的高清攝像機捕捉的面部動態(tài)圖像能夠被一幀一幀實時轉(zhuǎn)換成面部捕捉數(shù)據(jù),用來驅(qū)動虛擬人物的動態(tài)與神情,重建了虛擬人物“阿麗塔”的面部肌肉系統(tǒng)。

　　《阿凡達》的導演、《阿麗塔》的制片人James Cameron在接受電影專訪時說道:“(表演的)一切都是以面部為中心的,如果你能帶給觀眾逼真的動態(tài)面部特寫,觀眾就更容易忘記這個人物是虛擬的。”《阿麗塔》中大量使用面部捕捉技術(shù),幾乎省略了以往后期制作中有關面部表情的所有制作修補,也正是因為該電影技術(shù)的大幅提升,動作捕捉(Motion Capture)與面部捕捉(Facial Capture)相結(jié)合的虛擬人物拍攝方式逐漸進入了大眾視野,并被統(tǒng)稱為“表演捕捉(Performance Capture)”。

　　重溫了一個世紀的美好,我們一同見證了動捕技術(shù)的飛速發(fā)展,一個個生動鮮明的角色躍然屏上。動捕技術(shù)的成長不會止步于此,它的無限潛力讓我們對未來更加多元的科技生活充滿期待。

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