游戏动画中的动作捕捉研究

孙艳 付佳

摘 要：随着科技逐渐发展，传统的游戏动画动作捕捉技术难以满足技术需求。本文中对传统的动作捕捉方法处理速度低、精度低等问题进行分析，从游戏动画动作捕捉的原理入手分析，强调动作捕捉的难点，从游戏动作捕捉的动作列表、跟踪点设置、布局设计等方面入手，实现传统游戏动画动作捕捉的更新。在人体关节树模型的启发下，实现游戏动画中的动作编辑。

关键词：游戏动画；动作捕捉；研究

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2016）24-0278-01

游戏动画在科技高速发展的当今社会中应用，游戏人物的动作捕捉技术是游戏动画研发中的重点技术。在传统的运动捕捉方法下，存在着很多问题，制约着游戏动画的研发，以及技术水平提升。对于游戏动画中的动作捕捉要求比较高，对于其进行更新技术研究，具有积极的意义。

一、游戏动画中的动作捕捉技术原理

动作捕捉技术是一种对运动物体，在三维空间运动状态进行测量的技术。该种技术在应试、动画、人物游戏等诸多领域的制作中应用广泛。对动作捕捉技术原理进行分析，目前，能够投入到实际应用中的动作捕捉方法主要有机械式、磁性式、光学式三种。其中光学式的动作捕捉原理是使用6-8个摄像机进行环绕表演场地排列，这些相机的视野相互重叠，并且重叠区域就是人物动作集中表演的区域。游戏动画中的动作捕捉，需要在人体真实操作下实现。在演员的关节上粘贴特殊的反光材料，并且通过计算机设置跟踪点。在摄像机中反射出来的光线，能够应用于信息的存储，经过计算机的内部处理，转换为三维坐标。最后利用软件，将这些跟踪点的信息转换到骨骼信息软件中，进行特殊动作的制作。

二、游戏动画中的动作捕捉方法分析

1.游戏动画动作跟踪点的科学布局设计。进行游戏动画动作的捕捉，需要在规定的模型基础上，设定跟踪点，实现不同动作的跟踪。那么在实际的跟踪点布局设计中，首先需要建立适合人体的模型，该人体模型的建立，不能太简单，但是也不能过于复杂。当人体模型比较简单的情况下，系统将不能准确的捕捉到跟踪点，游戏动画动作迟缓。然而，当人体模型比较复杂时，将会迅速的增大动作设计的应用以及动作求解难度。一般情况下，游戏动画人物在运动中的动作捕捉模型由16个关节点组成，16个节点能够将人体运动环节简化。主要包含头部、左右肩、手腕、胯骨、脊椎、膝盖、脚趾等。当这些节点固定好之后，通过动作捕捉设备固定在表演者身体部位上，该种装置能够发出信号，保障接收器能够对当前位置进行标定，以确定跟踪点。在光学式的动作捕捉系统中，可以采用光敏跟踪点对表演者的动作进行跟踪，该种跟踪点追踪方式比较迅速，灵敏度高[2]。当选定动作捕捉主体之后，需要在身体关键部位，进行跟踪点的设置，通常情况下，跟踪点的设置没有固定的限制，需要根据实际情况进行设置。由于人体的关节部位的灵活度不同，在进行捕捉点设置时，需要注意重点动作的设计。

2.游戏动画动作列表制作。游戏动画的实际动作一方面含有单一大幅度动作的特质，另一方面具有多个细小动作连贯的特质。在游戏动画动作捕捉环节中，将计划动作分为序列动作和单个动作两部分设计。这两部分的动作设计为动作列表制作，在进行序列动作设计中，需要对一连串的前后相继、相互关联的动作进行设计，使得动作能够体现出一种周期性特点。在序列动作设计中，按照人的身体部分划分，分为上体动作、下体动作。在上体动作中，以腰部为支点，进行手臂的伸长、收缩以及弯曲等动作设计，在下体动作中，包含了人物腿、脚等动作设计。在单个动作设计中，由于单个动作完整性比较强，在动作设计中难度系数比较大，但是该类型的动作设计不具备一定的周期性，需要根据游戏动画中的实际情境进行设计。

3.游戏动画动作的运动编辑。当人体运动模型建立完整之后，进行动作跟踪点的设置，接下来进行动作的运动编辑。动画运动编辑与传统的人体关节动画相比，存在着明显的优势，能够比较准确的进行人体的运动特征获取，在现代的游戏动画中的应用比较广泛。在运动编辑环节中，附在演员身上的各个关节部位传感器，能够将关节位置信息传递给计算机。当演员运动的参数被传递到计算机三维模型中，能够模拟人体运动，系统将人体运动下来的踪迹捕捉下来，并且在软件的支持下，生成游戏运动。实现运动编辑，需要在人体关节树的建立下，进行客观的运动描述，将人的运动模型转变为树的模型，在运动模拟上更加的科学。

三、结论

综上所述，动作捕捉技术是一种对运动物体，在三维空间运动状态进行测量的技术。该种技术在应试、动画、人物游戏等诸多领域的制作中应用广泛。目前，能够投入到实际应用中的动作捕捉方法主要有机械式、磁性式、光学式三种。进行游戏动画动作的捕捉，需要在规定的模型基础上，设定跟踪点，制作游戏动画动作列表，对游戏动画动作进行运动编辑。

参考文献：

[1]黄健聪.基于Kinect的骨骼动画技术研究[D].广州：华南理工大学，2014.

[2]朱离.次世代游戏动画的特点[D].南京：南京艺术学院，2009.

[3]卢亚苏.角色扮演类网络游戏动画中动作表现的特点探析[J].美术教育研究，2013（20）.

[4]王新，朱信忠，赵建民，徐慧英.基于实时动作捕捉技术在影视动画中的研究[J].微型电脑应用，2014（03）.