Компания Vicon – признанный мировой лидер по созданию оптических систем захвата в реальном времени и оцифровки движения (Motion Capture). Аппаратная часть и ПО Vicon оптимизированы для работы в анимации, медицине, спорте, инжиниринге, виртуальной реальности и естественных науках.

26 ноября 2013г. компания SVGA, совместно с компанией Vicon Motion Systems провела презентацию продуктов Vicon. Были продемонстрированы возможности работы в реальном времени систем Blade 2 (Body Face Animation) и Vicon CARA (Face Animation). Мероприятие прошло на базе анимационной MoCap студии «ДA-Cтудия» с участием реальных и виртуальных актеров.

Вступительное слово взял генеральный директор компании SVGA Владимир Лошкарев, который подчеркнул, что компания SVGA, будучи системным интегратором  ведущих MoCap-технологий, 2D/3D-анимации, особым образом развивает данную область  среди крупнейших российских анимационных компаний.

Директор по продажам компании Vicon Энди Рэй (Andy Ray), рассказал о лучших мировых  MoCap-технологиях, отметив особую значимость  среди них сверхточных, скоростных и надежных систем захвата и оцифровки движения компании Vicon. Филип Элдерфилд (Philip Elderfield), руководитель отдела MoCap в кино и телевидении компании Vicon, с участием реальных актеров провел демонстрацию мощных инструментов программы Vicon Blade 2  и уникальную технологию лицевой анимации Vicon CARA, которые реализуются с помощью наголовного шлема с камерами для создания 3D-анимации. Во время демонстрации в реальном времени использовались камеры  Vicon T20S.

Рассмотрим более подробно возможности систем Vicon.

Технология захвата движения

Разработанная компанией Vicon технология основана на захвате траекторий движения светоотражающих маркеров, расположенных на теле актера или другого исследуемого объекта.

Мощный математический аппарат позволяет создать графический (псевдо) скелет и детально рассмотреть и исследовать любое движение на 3D-дисплее. При этом предоставляется возможность одновременного захвата и анализа нескольких актеров или других объектов исследования.

Помимо высокоскоростных прецизионных камер, Vicon также создает программное обеспечение, предназначено, как для управления процессом захвата и оцифровки, так и для последующей обработки, для создания в реальном времени 3D-объектов, моделирования и анимации анализа движений тела человека. Уникальные возможности программно-аппаратных решений Vicon идеально подходят под широкий круг задач в различных отраслях, таких как постпроизводство в кино и телевидении, компьютерные игры, наука, спорт, медицина.

Главными преимуществами Vicon для кино, телевидения и компьютерных игр является возможность выполнять трудоемкие операции, либо действия невыполнимые в обычных 3D-программах или в реальной жизни. Vicon специально предназначен для быстрого создания персонажей (героев, актеров), мгновенного тиражирования и “оживления” персонажей для создания массовых сцен (без использования массовки). Также эти системы служит для оперативного редактирования движений и поз персонажей на фоне событий, происходящих по сюжету и уже отснятых на кинопленку и для интеграции 3D-героев и 3D-сцен в "живое" кино и для трекинга и синхронизации живых и виртуальных действующих лиц.

Камеры Vicon

Основой технологии Vicon являются камеры собственной разработки. Линейка высокоскоростных и высокоточных камер T – Series включает в себя модели T-40, Т-20, Т-10 с разрешением  4,2 мп и 1 мп в зависимости от модели. Скорость съемки – 370,500 или 250 к/с.

По сравнению с любыми конкурентными решениями, камеры T–Series обеспечивают лучшее качество картинки и лучшую скорость съемки. Например, камера ViconT–160  имеет разрешающую способность, вчетверо превышающая потенциал  любой другой камеры для захвата движения. Камера T-160 не имеет аналогов на рынке.

Для малобюджетных проектов компания Vicon предлагает оптические камеры Bonita, предназначенные  для захвата движения в ограниченном пространстве - в кабинах автомобилей, кокпитах самолетов. Камера отлично зарекомендовала себя как универсальное и недорогое решение для захвата движения на малых площадках, в среде виртуальной реальности, для захвата лицевой мимики.

Малые размеры (122x80x79 мм) и масса (0,3 кг) камеры Bonita позволяют размещать ее на любой площадке, используя стандартные крепления для фотооборудования.

Bonita – это уникальное соотношение стоимости и функциональных возможностей. За первые 90 дней после выпуска было продано более 150 камер.

Vicon BLADE 2

Одна из лучших систем для захвата движения представляет собой программный пакет для MoCap – комплексное решение, предлагающее все необходимые инструменты для оцифровки движения объекта по закрепленным на нем маркерам, чистки и ретаргетинга в реальном времени в рамках единого интегрированного окружения с высокой точностью.

Blade 2 осуществляет  управление камерами Vicon,  обработку 2D-данных, поступающих с камер,  и реконструкцию 3D-пространства.  Позволяет создавать  кинематические модели биомеханических объектов, производить  обработку  полученных в ходе захвата данных, экспортировать данные  для дальнейшей обработки, осуществляет каталогизацию и доступ к данным захвата с других станций с Blade 2. Система поддерживает распределенную пакетную обработку данных, а также  экспорт данных, включая форматы FBX и C3D. Позволяет работать в среде виртуальной реальности, поддерживает трекинг в реальном времени.

На сегодняшний день Blade2 входит в топ приложений для оптического захвата движения. Она включает в себя полный набор инструментов, интерфейсов, алгоритмов и библиотек для осуществления полного цикла захвата движения – от настройки камер до чистки и экспорта данных.

Вторая версия Blade отличается более мощными алгоритмами идентификации и распознавания маркеров. Новые возможности, заложенные в систему благодаря производительности «движка» Axiom, позволили увеличить количество одновременно захватываемых объектов вдвое  при неизменном количестве камер (до шести актеров в системе на 20 камер), а также производить уверенный захват при выполнении сложных и комплексных движений, с максимальной эффективностью восстанавливая  координаты перекрытых маркеров.

Технология QUICK POST

Технология QUICK POST дает возможность получать безупречные данные обработки рабочего материала в реальном времени, выполняя идентификацию маркеров и восстановление потерянных данных "на лету".  В равной мере остается доступной  ручная корректировка данных с максимальным контролем процесса обработки.

Потоковая передача данных в  MOTIONBUILDER 2013

Новый плагин Motion Builder Stream Plug-in 2013 доступен для работы с Blade 2/Axiom и включает  поддержку таймкода, редактирование имени субъекта, режим паузы при потоковой передаче, назначение порта передачи данных, назначение количества не идентифицированных маркеров в потоке и др.

Улучшенная работа с камерами

Система позиционирования камер была переработана в Blade 2  и теперь позволяет продолжать успешное использование в составе системы камер, положение и ориентация которых были изменены, например, в результате непреднамеренного толчка во время съемки.

Технология отображения и интерфейс пользователя

Интерфейс Blade 2 был переработан для обеспечения более комфортного и логичного доступа к функциям и вывода на экран результатов. Это помогает облегчить навигацию при работе в студии, ускорить процессы постобработки и делает Blade 2  более легким для обучения новых пользователей.

Vicon CARA

Наголовный шлем с камерами Vicon для создания 3D-анимации лицевой мимики обладает великолепным набором инструментов для создания лицевой мимики в режимах онлайн и оффлайн. Он легко интегрируется с MoCap-системами других производителей и с программами лицевой анимации 3D и 2D.

Системы захвата движения MoCap задумывались для использования в различных отраслях знаний, таких как, медицина, робототехника, спорт высоких достижений. Сейчас решения MoCap всё больше находят применение в индустрии развлечений. Vicon CARA с успехом используется в телевидении, кинематографе, анимации и всюду, где требуется замена реального персонажа виртуальным 3D-образом.

Vicon CARA предназначена для высокоточного захвата анимации и воссоздания тонкой и реалистичной компьютерной 3D-мимики, артикуляции и анимации лица, предназначенных для художественного кино и мультипликации, компьютерных игр.

Систему Vicon CARA можно разделить на две равноценные части – аппаратную и программную. Основу аппаратной части составляет оголовье с закреплёнными на нём четырьмя миниатюрными видеокамерами. Камеры обеспечивают изображение лица актёра с HD-разрешением 720p 60. Передача изображения осуществляется по беспроводной технологии, предоставляя актёру полную свободу действий.

Vicon CARA разработана именно как система. Все составные части созданы с особой тщательностью, согласованы между собой и, как одно целое, направлены на достижение наилучшего результата при максимальном удобстве использования.

Основные элементы системы Vicon CARA:

Камера

Миниатюрная камера CARA Camera обеспечивает монохромное HD-видеоизображение с разрешением 720p 60 к/с. Для того, чтобы с малого расстояния лицо актёра полностью вошло в кадр, камера оснащена сверхширокоугольной оптикой с фокусным расстоянием 3 мм, относительным отверстием F2.0 и инфракрасными фильтрами. В камере применяется сенсор с затвором Global Shutter (используется в сенсорах с полнокадровым переносом) для исключения запаздывания изображения при съёмке быстро движущихся объектов. При массе всего 31 г камера легко размещается на оголовье и не причиняет актёру никаких неудобств.

Регистратор CARA Logger

CARA Logger крепится на спине актера и способен вмещать до 64 ГБ информации при двухчасовой работе от аккумулятора. При весе 430 г и размерах 140х90х40 мм, актёр без  всякого дискомфорта носит его на протяжении всей съёмки.

Оголовье CARA Head Rig

Шлем CARA Head Rig является одной из крупных инноваций CARA и разработан для максимального удобства работы актёра и пригоден для любого размера головы. На оголовье крепятся от одной до четырех камер.

ПО CARA Live и CARA Post

CARA Live обеспечивает управление и надёжность в течение всего дня, работаете ли вы в CARA Post, чём-то ещё или просто хотите получить высококачественное изображение для другой обработки. Программа CARA Live – основной инструмент системы CARA во время предустановки и захвата.

CARA Live обеспечивает пользователю контроль, управление и мониторинг системы, процессы установки и захвата. Постоянный мониторинг захватываемого изображения достигается благодаря беспроводной передаче потока. Во время работы используется цветовая кодировка состояния системы для непрерывной оценки ее состояния и принятия действий при необходимости.

Программа CARA Post предоставляет «движок» и инструменты для извлечения 3D-данных высокого качества. Используя изображения и траектории, созданные в CARA Live, CARA Post автоматически идентифицирует метки и прослеживает их во времени. Затем CARA Post создаёт точечное 3D-изображение меток на лице актёра, готовое для экспорта в любое ПО стороннего производителя или перенаправления и решения главной задачи.

За несколько кликов можно автоматически проследить метки и создать 3D-данные. CARAPost поддерживает полуавтоматическое и контролируемое отслеживание (tracking). CARA Post экономит время и силы на процессе захвата 3D-данных мимики лица актёра и легко встраивается в любую из MoCap-систем компании Vicon или другого производителя.

Для тех, кому не требуется точность захвата, компания Faceware Technologies предлагает собственные решения, позволяющие захватить мимику лица с помощью всего лишь одной камеры. Компания представляет полный набор аксессуаров и программного обеспечения. Можно использовать как предоставляемую Faceware Technologies камеру, так и камеру GoPro. Программные продукты включают в себя Analyzer (захват движения без и использования маркеров, работает с любым видео), Retargeter (перенос данных из Analyzer в Maya, 3DS MAX и другие приложения) и Live (захват и передача данных в реальном времени в Motion Builder). Продукты выпускаются в Lite и Pro версиях, позволяя пользователю не переплачивать за специализированные функции, если не требуется высокоточной профессиональной работы.

Единственная в мире

Таким образом, Vicon CARA является единственным решением в мире, позволяющим производить захват движения мимики лица в 3D. Это достигается благодаря использованию четырех камер, видео с которых в дальнейшем обрабатывается с помощью программного обеспечения CARA Post, создавая объемную модель высокой точности. В дальнейшем она может быть экспортирована в Blade 2, а также прочие приложения для работы с 3D-графикой, такие как 3ds Max или Maya с помощью плагина Ikinema.

Решения в области захвата движения (Motion Capture) от компании Vicon более 25 лет расширяют границы возможного в различных индустриях. Клиенты Vicon более чем в 70 странах во всем мире создают удивительные работы, применяя ее технологии. Системы Vicon использовались в компьютерных играх (Quake III Arena, Callof Duty III, Takken III, FarCry), а также в известных фильмах мировой киноиндустрии: «Трон: Наследие», «Полярный экспресс», «Звездные войны», «Рождественская история», «Человек - паук», «Пираты Карибского моря», «Троя», «Дом – монстр», «Трансформеры», «Боевульф», «Ван Хельсинг», «Блэйд», «Терминатор 3» и других.

Статья была опубликована в журнале "625", #10 / 2013

Автор: Семён Макаров, ведущий технический специалист SVGA

Просмотров: 16739 | Автор: Семен Макаров | Дата: Четверг, 17 Апреля 2014 |