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在表演动画系统中，表演者负责根据剧情做出各种动作和表情，运动捕捉系统将这些动作和表情捕捉并记录下来，然后通过动画软件，用这些动作和表情驱动角色模型，角色模型就能做出与表演者一样的支轮船和表情，并生成最终所见的动画序列。运动捕捉的任务是检测、记录表演者的肢体在三维空间的运动轨迹，捕捉表演者的动作，并将其转化为数字化的“抽象运动”。实际上，运动捕捉的对象不仅仅是表演者的动作，还可以包括物体的运动、表演者的表情、相机及灯光的运动等。这一技术是目前表演动画系统中最关键、最复杂也是最不成熟的一个五一节，是表演动画系统不可缺少的部分。 在表演动画系统中，通常并不要求捕捉表演者身上每个点的动作，而只需要捕捉若干个关键点的运动轨迹，再根据造型中各部分的物理、生理约束就可以合成最终的运动画面。 从应用角度来看，表演动画系统主要有表情捕捉和身体运动捕捉两类；从实时性来看，可分为实时捕捉系统和非实时捕捉系统两种。 用于动画制作的运动捕捉技术的出现可以追溯到20世纪70年代，迪斯尼公司曾试图通过捕捉演员的动作以改进动画制作效果。当计算机技术刚开始应用于动画制作时，纽约计算机图形技术实验室的Rebecca Allen就设计了一种光学装置，将演员的表演姿势投射在计算机屏幕上，作为动画制作的参考。之后从20世纪80年代开始，美国Biomechanics 实验室、Simon Fraser大学、麻省理工学院等开展了计算机人体运动捕捉的研究。此后，运动捕捉技术吸引了越来越多的研究人员和开发商的目光，并从试用性研究逐步走向了实用化。1988年，SGI公司开发了可捕捉人头部运动和表情的系统。随着计算机软硬件技术的飞速发展和动画制作要求的提高，目前在发达国家，运动捕捉已经进入了实用化阶段，有多家厂商相继推出了多种商品化的运动捕捉设备，如MotionAnalysis、FilmBox、Vicon、Polhemus、Sega Interactive、X-Ist等，其应用领域也远远超出了表演动画，并成功地用于虚拟现实、游戏、人体工程学研究、模拟训练、生物力学研究等许多方面。 |
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