www.wikidata.de-de.nina.az
Unter Motion Capture wortlich Bewegungs Erfassung versteht man ein Tracking Verfahren zur Erfassung und Aufzeichnung von Bewegungen so dass Computer diese wiedergeben analysieren weiterverarbeiten und zur Steuerung von Anwendungen nutzen konnen Motion Capture Marker an den Beinen eines Probanden bei einer biomechanischen UntersuchungEin Beispiel fur eine solche Anwendung ist die Ubertragung menschlicher Bewegungen auf im Computer generierte 3D Modelle Beispiele fur andere Arten sind das Head Tracking und das Eye Tracking z B zur Steuerung von Bildschirmausgaben oder zu Analysezwecken und die Stereoskopische Bewegungsmessung Ein weiteres spezielles Motion Capture Verfahren ist das Performance Capture wortlich Darstellungs Erfassung das die Erfassung von menschlichen Gesichts und Fingerbewegungen umfasst also Mimik und Gestik Inzwischen ist die Bewegungserfassung auch bei Videospielen verbreitet z B mit Kinect PlayStation Move und der Wii Fernbedienung Inhaltsverzeichnis 1 Verfahren 1 1 Tracken mit Markern 1 2 Tracken ohne Marker 1 2 1 Mustererkennung 1 2 2 Silhouettetracking 2 Vorlaufer 3 Motion Capture fur Animationsfilme 3 1 Weiterverarbeitung 3 2 Vorteile 3 3 Nachteile 3 4 Performance Capture 3 5 Integriertes Performance Capture 4 Siehe auch 5 Einzelnachweise 6 WeblinksVerfahren Bearbeiten nbsp 3D Bewegungsuntersuchung in der Bewegungswissenschaft mit Hilfe von optischem TrackingGrundsatzlich kann zwischen mehreren Verfahren unterschieden werden die auch kombiniert zum Einsatz kommen konnen Tracken mit Markern Bearbeiten nbsp Animation der Markerbewegungen einer gebardenden Person deren Bewegungen durch Motion Capture aufgezeichnet wurden Beim optischen Tracking mit Markern wird mit Kameras gearbeitet welche aktive also ein Signal emittierende oder passive Marker an den zu erfassenden Personen oder Gegenstanden verfolgen Anhand der Markerbewegungen in den einzelnen Kamerabildern kann mittels Triangulation die Position der Marker in 3D berechnet werden Tracken ohne Marker Bearbeiten Mustererkennung Bearbeiten Hauptartikel Mustererkennung Unter anderem ist es uber Mustererkennung in der Bildverarbeitung moglich markerlos zu tracken Dabei erleichtern stereoskopische Verfahren oft die Erkennung da das Objekt aus der Triangulation der beiden mehreren Kamerapositionen erkannt werden kann Silhouettetracking Bearbeiten nbsp Silhouette trackingSeit Anfang des 21 Jahrhunderts wurden Systeme entwickelt welche eine 3D Bewegungserfassung auf Basis von Silhouetten generieren konnen Nachdem uber bildverarbeitende Algorithmen die Silhouette aus dem Raum extrahiert wurde wird ein virtuelles Modell verwendet um die Gelenkpositionen zu erfassen Anhand derer werden die kinematischen Parameter berechnet Diese Systeme bieten vor allem gegenuber der alten konventionellen Analyse mit Markern bedeutende Vorteile da Fehlerpotentiale der Marker vermieden werden Verschiebungen auf der Haut Ungenaues Anbringen der Marker etc und eine Erfassung deutlich weniger Aufwand benotigt Vorlaufer BearbeitenSchon die ersten Reihenfotografien von Eadweard Muybridge sollten dazu dienen menschliche oder tierische Bewegungen zu analysieren Spatere Fotografen und Filmer brachten an ihren Modellen deutlich erkennbare Kennzeichen an um die Analyse der Bewegungen zu vereinfachen Diese Technik uberlebte bis ins Video und Computerzeitalter wobei die Markierungen immer noch Bild fur Bild per Hand in die Analysesoftware ubertragen wurden Anwendungsgebiete fur diese Technik waren zumeist Sport Medizin Unfallforschung Crashtests und Rationalisierung von Bewegungsablaufen in der Arbeitswelt Zur Herstellung von Filmen konnte diese Technik noch wenig beitragen obwohl Muybridges Fotos bis heute Vorbild fur Animatoren in aller Welt sind Erst Max Fleischer erfand mit der Rotoskopie ein Verfahren das geeignet war komplexe Bewegungen relativ einfach in Zeichentrick zu ubertragen Der Herr der Ringe 1978 von Ralph Bakshi entstand auf diese Weise ebenso wie zwei neuere Filme von Richard Linklater Dennoch werden mittels Rotoskopie keine Bewegungsdaten erzeugt sondern nur das aussere Erscheinungsbild der Schauspieler teilweise Software unterstutzt in die Animation ubertragen Motion Capture fur Animationsfilme BearbeitenWeiterverarbeitung Bearbeiten Nach der Digitalisierung konnen die Rohdaten uber ein geeignetes Plug in in aktuelle 3 D Systeme importiert und dort weiterbearbeitet werden Sie werden dabei auf ein virtuelles Skelett eine Art dreidimensionales Strichmannchen ubertragen Dieses Skelett ist wiederum mit einem Drahtgittermodell verknupft das so den aufgezeichneten Bewegungen folgt Die Konstruktion des Skeletts Rigging und dessen Verknupfung mit der zu bewegenden Figur Skinning tragen wesentlich zur glaubwurdigen Wiedergabe der aufgezeichneten Bewegungsdaten bei Nach dem Rendern sieht es fur den Betrachter aus als wurde die virtuelle Figur die Bewegungen des ursprunglichen Schauspielers ausfuhren Diese Technik wird verstarkt in computergenerierten Filmen wie Final Fantasy Die Machte in dir oder Shrek eingesetzt Aber auch in vielen neuen PC und Videospielen z B Tony Hawk s Project 8 oder der FIFA Serie von EA Sports findet diese Technik Verwendung Ausserdem wurde bei dem Rockstar Games Spiel L A Noire sowohl der Produktions als auch der Marketingfokus auf die Performance Capturing Technik die im Spiel Anwendung findet gelegt Samtlichen im Spiel existenten Figuren wurde mittels Performance Capturing ein moglichst realitatsnahes Gesicht und die dazugehorige Mimik verliehen um die atmospharische Wirkung zu steigern Die Bewegungsqualitat der Computermodelle hangt von mehreren Faktoren ab Anzahl der auszuwertenden gleichartigen Bewegungen Dieselbe Bewegung wird von dem Akteur mehrmals vorgenommen die Bewegungsmuster werden verglichen und ein Mittelwert aus ihnen gebildet Gelenke des Computermodells Ein Computermodell besteht aus verschiedenen Gelenken und Knochen ahnlich der eines Menschen Ist die Anzahl der Gelenke im Arm und der Hand des Modells kleiner als die des Akteurs so konnen nicht alle Daten der realen Bewegung verwendet werden Es entstehen kantige Bewegungen Detailtreue Bei der Skelett Animation im Gegensatz zum Performance Capture siehe unten werden subtile Bewegungen wie Muskelverformung die Bewegung von Hautfalten und Ahnliches nicht durch die MoCap Systeme erfasst Die an sich unsichtbare Bewegung des Skeletts gibt jedoch nur einen Teil des Gesamteindrucks einer Bewegung wieder der daher nicht nur von der Qualitat der Rohdaten sondern auch vom handwerklichen Geschick der Animationskunstler bei der Konstruktion der Figur abhangt Die Animation von Comicfiguren die gerade durch eine deutliche Ubertreibung naturlicher Bewegungsablaufe lebendig werden hat sich in der Praxis als einfacher erwiesen als die naturgetreue Nachbildung die mit dem Einsatz von Motion Capture Techniken theoretisch moglich ware Untersuchungen haben gezeigt dass Animationen als befremdlicher wahrgenommen werden je mehr sie sich um Realitatstreue und Vermeidung bewusster Ubertreibung bemuhen Diese Delle in der Wahrnehmungskurve wird als Uncanny Valley bezeichnet Die Uberwindung dieses unheimlichen Tals gilt derzeit trotz Einsatz von Motion Capture Setups noch nicht als vollstandig gelost 1 2 Vorteile Bearbeiten Durch Bewegungserfassung konnen komplexe Bewegungsablaufe z B Laufen Tanzen mit relativ geringem zeitlichen Aufwand realisiert werden die uber andere Animationsmethoden z B Schlusselbildanimation bzw engl keyframe animation schwer oder nur mit hohem zeitlichen Aufwand moglich gewesen waren Nachteile Bearbeiten Die Bewegungen bei Motion Capturing konnen einen kunstlichen Eindruck machen obwohl die zugrundeliegenden Daten eines naturlichen Ursprungs sind Dies ruhrt daher dass das sogenannte Retargeting das Ubertragen von Animationsdaten auf eine virtuelle Figur mit moglicherweise unterschiedlicher Statur ein komplexer Prozess ist Unterscheiden sich der menschliche Darsteller und die Computerfigur in der Physiognomie mussen die Daten in irgendeiner Form umgerechnet werden Dienen die Bewegungen eines normal gewachsenen menschlichen Darstellers beispielsweise dazu einen Zwerg mit sehr kurzen Beinen zu bewegen muss die Entscheidung getroffen werden ob beim Gehen die Art der Bewegung ubertragen wird dann geht der Zwerg naturlich macht aber sehr kleine Schritte oder die absolute Distanz verwendet wird in diesem Fall macht der Zwerg Riesenschritte was moglicherweise unnaturlich aussieht oder ganz unmoglich ist Da die grundsatzliche Problematik bei jeder Anpassung von Motion Capture Daten auf eine kunstliche Figur vorhanden ist ist dieser Prozess eigentlich der komplexeste Teil des Ganzen wenn man funktionierende Motion Capture Daten zur Verfugung hat In grosseren Produktionen werden daher die Bewegungsdaten ofter von erfahrenen Animatoren nachbearbeitet oder gar nur als Vorlage fur Handarbeit benutzt Titanic der Begriff hierfur ist die sog Rotoanimation Performance Capture Bearbeiten nbsp Optische Motion Capture Marker auf einem Gesicht fur Performance CaptureAls Performance Capture wird eine Weiterentwicklung der Motion Capture Technologie bezeichnet bei der nicht nur die Korperbewegungen sondern auch die Gesichtsausdrucke der Schauspieler gescannt werden Ein anderes haufig verwendetes Merkmal um zwischen Motion Capture und Performance Capture zu unterscheiden ist das Ausmass des Unterschieds zwischen aufgenommenem Schauspieler und animierter Figur Ist der Unterschied nur sehr gering kann die Bewegung mit geringen Nachbesserungen verwendet werden bei grossen Unterschieden mussen komplexe Umrechnungsverfahren die Bewegung auf die neue Figur ubertragen In folgenden Filmen wurde Performance Capture zur Animation vollstandig computergenerierter Figuren eingesetzt 2001 Final Fantasy Die Machte in dir Regie Hironobu Sakaguchi 2004 Der Polarexpress Regie Robert Zemeckis 2005 Final Fantasy VII Advent Children Regie Tetsuya Nomura 2006 Renaissance Regie Christian Volckman 2006 Monster House Regie Gil Kenan 2007 Die Legende von Beowulf Regie Robert Zemeckis 2009 Disneys Eine Weihnachtsgeschichte Regie Robert Zemeckis 2009 Avatar Aufbruch nach Pandora Regie James Cameron diverse Barbie Marchenfilme 2010 Tron Legacy Regie Joseph Kosinski 2011 Planet der Affen Prevolution Regie Rupert Wyatt 2011 Die Abenteuer von Tim und Struppi Das Geheimnis der Einhorn Regie Steven Spielberg 2011 Real Steel Regie Shawn Levy 2013 Tarzan 2013 Regie Reinhard Klooss 2019 Alita Battle Angel Regie Robert Rodriguez 2022 Avatar The Way of Water Regie James Cameron Integriertes Performance Capture Bearbeiten Filme die zwischen in der realen Welt aufgenommenen Personen und vom Computer generierten Figuren schwanken ohne dass hier eine Grenze sichtbar wird Filme mit einzelnen Performance Capture Figuren 1998 2005 Jar Jar Binks Ahmed Best in Star Wars Episode I Star Wars Episode II und Star Wars Episode III Regie George Lucas 2001 2003 Gollum Andy Serkis in Der Herr der Ringe Die Gefahrten und den beiden Fortsetzungen Regie Peter Jackson 2004 Sonny Alan Tudyk in I Robot Regie Alex Proyas 2005 Kong Andy Serkis in King Kong Regie Peter Jackson 2005 2011 Lord Voldemort Ralph Fiennes in Harry Potter und der Feuerkelch Film und den vier Fortsetzungen Regie Mike Newell David Yates 2006 2007 Davy Jones Bill Nighy in Pirates of the Caribbean Fluch der Karibik 2 und Pirates of the Caribbean Am Ende der Welt Regie Gore Verbinski 2009 Dr Manhattan Billy Crudup in Watchmen Die Wachter Regie Zack Snyder 2012 Ted Seth MacFarlane in Ted Regie Seth MacFarlane 2012 2014 Azog Manu Bennett in Der Hobbit Trilogie Regie Peter Jackson 2017 Kong in Kong Skull Island Regie Jordan Vogt Roberts Der Film Avatar 2009 Regie James Cameron nimmt hier eine spezielle Rolle ein da grosse Teile der Figuren mit Performance Capture animiert wurden Ausserdem wurden zusatzlich zu den Motion Capture Daten der Akteure auch die der Kamera aufgenommen um sie mit in die virtuellen Umgebungen ubertragen zu konnen Siehe auch BearbeitenMatchmoving Optischer FlussEinzelnachweise Bearbeiten Mori Masahiro Das unheimliche Tal Ubersetzung aus dem Japanischen MacDorman Karl F Schwind Valentin in Haensch Konstantin Daniel Nelke Lara Planitzer Matthias Hrsg Uncanny Interfaces Textem Verlag Hamburg 2019 S 212 219 ISBN 978 3 86485 217 6 Wiederveroffentlichung MacDorman Karl F Masahiro Mori und das unheimliche Tal Eine Retrospektive in Haensch Konstantin Daniel Nelke Lara Planitzer Matthias Hrsg Uncanny Interfaces Textem Verlag Hamburg 2019 S 220 234 ISBN 978 3 86485 217 6Weblinks BearbeitenHuman Motion Analysis Introduction of Biomedical signals and systems englisch Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Motion Capture amp oldid 236131116