Кіріспе
Адам бетінің қозғалыстарын электрондық түрде цифрлық дерекқорға түрлендіру процесі. Адам бетінің қозғалыстарын камералар немесе лазерлік сканерлер арқылы цифрлық дерекқорға электрондық түрде түрлендіру процесі болып табылады. Бұл дерекқор компьютерлік графика (КГ), фильмдер, ойындар немесе нақты уақыт режиміндегі аватарлар үшін компьютерлік анимация жасау үшін қолданылуы мүмкін. КГ кейіпкерлерінің қозғалысы нақты адамдардың қозғалыстарынан туындағандықтан, анимация қолмен жасалғаннан гөрі реалистік және нюансты болады. Бет қозғалысын түсіру дерекқоры актер бетіндегі анықтамалық нүктелердің координаттарын немесе салыстырмалы орналасуын көрсетеді. Түсіру екі өлшемді болуы мүмкін, онда түсіру процесі кейде «мимиканы қадағалау» деп аталады, немесе үш өлшемді. Екі өлшемді түсіруді бір камера және түсіру бағдарламалық құралы арқылы жүзеге асыруға болады. Бұл аз күрделі іздеуді қамтамасыз етеді және бас айналуы сияқты үш өлшемді қозғалыстарды толыққанды түсіре алмайды. Үш өлшемді түсіру көп камералық жүйелер немесе лазерлік маркерлік жүйелер арқылы жүзеге асырылады. Мұндай жүйелер әдетте әлдеқайда қымбат, күрделі және көп уақытты қажет етеді. Екі басты технология бар: маркерлік және маркерсіз іздеу жүйелері. Бет қозғалысын түсіру дене қозғалысын түсірумен байланысты, бірақ көз бен еріндердің ұсақ қозғалыстарынан туындайтын нәзік мимиканы анықтау және қадағалау үшін жоғарырақ ажыратымдылық қажет. Бұл қозғалыстар көбінесе бірнеше миллиметрден де аз болады, сондықтан тіпті жоғарырақ ажыратымдылық пен нақтылық және толық дене түсіруде қолданылатын стандартты сүзгілеу әдістері қажет. Беттің қосымша шектеулері модельдер мен ережелерді пайдалануға көбірек мүмкіндік береді. Мимиканы түсіру бет қозғалысын түсіруге ұқсас. Бұл адам бетінің көмегімен компьютерде жасалған кейіпкерлерді басқару немесе пайдаланушының эмоцияларын тану үшін визуальды немесе механикалық құралдарды пайдалану процесі.
Facial motion capture is the process of electronically converting the movements of a person's face into a digital database using cameras or laser scanners. This database may then be used to produce computer graphics (CG), computer animation for movies, games, or real time avatars. Because the motion of CG characters is derived from the movements of real people, it results in a more realistic and nuanced computer character animation than if the animation were created manually. A facial motion capture database describes the coordinates or relative positions of reference points on the actor's face. The capture may be in two dimensions, in which case the capture process is sometimes called "expression tracking", or in three dimensions. Two dimensional capture can be achieved using a single camera and capture software. This produces less sophisticated tracking, and is unable to fully capture three dimensional motions such as head rotation. Three dimensional capture is accomplished using multi camera rigs or laser marker system. Such systems are typically far more expensive, complicated, and time consuming to use. Two predominate technologies exist: marker and marker less tracking systems. Facial motion capture is related to body motion capture, but is more challenging due to the higher resolution requirements to detect and track subtle expressions possible from small movements of the eyes and lips. These movements are often less than a few millimeters, requiring even greater resolution and fidelity and different filtering techniques than usually used in full body capture. The additional constraints of the face also allow more opportunities for using models and rules. Facial expression capture is similar to facial motion capture. It is a process of using visual or mechanical means to manipulate computer generated characters with input from human faces, or to recognize emotions from a user.
Тарих
Перформанс-бағдарланған анимацияны талқылаған алғашқы мақалалардың бірі 1990 жылы Лэнс Уильямс жариялады. Онда ол нақты адамдардың мінез-қалпын анықтап, оларды компьютерде жасалған беттерге қолдану жолын сипаттайды.
Маркерлік негізде
Дәстүрлі маркерлік жүйелер актерлердің бетіне 350-ге дейін маркерлер жабыстырып, олардың қозғалысын жоғары ажыратымдылықтағы камералармен қадағалайды. Бұл технология "Поляр экспресі" және "Беовульф" сияқты фильмдерде қолданылды, осы арқылы Том Хэнкс сияқты актер бірнеше кейіпкердің мінез-құлқын басқаруға мүмкіндік алды. Алайда, бұл жүйе біршама қиын және тегістеу мен сүзуден кейін актерлердің мінез-құлқына тым күшті әсер етеді. "CaptiveMotion" сияқты жаңа буын жүйелер дәстүрлі маркерлік жүйелердің жетілдірілген нұсқаларын, одан да егжей-тегжейлірек пайдаланады. Белсенді LED маркер технологиясы қазіргі уақытта бет-әлпет анимациясын нақты уақытта жүргізу үшін қолданылады, бұл пайдаланушыға дереу кері байланыс беруге мүмкіндік береді.
Технология
Цифрлық бейнеге негізделген әдістер барынша танымал болып келеді, себебі механикалық жүйелер көлемді әрі қолдануда қиындық тудырады. Цифрлық камераларды пайдалану арқылы пайдаланушының бет-әлпеті өңделіп, бас жағдайы анықталады, содан кейін бағдарламалық жасақтама көздерді, мұрынды және ауызды табады. Бет алдымен бейтарап көрініс бойынша калибрленеді. Архитектурасына байланысты, қастар, қақпақтар, еңкек және ауыз бейтарап көріністен айырмашылықтар ретінде өңделеді. Мысалы, еріннің шеттерін іздеу және оны жеке нысан ретінде тану арқылы бұл орындалады. Көбінесе контрастты күшейту үшін макияж немесе белгілер қолданылады, немесе өңдеуді жеделдету үшін басқа әдіс пайдаланылады. Дауысты тану сияқты, ең жақсы техникалардың өзі 90 пайыз жағдайда ғана дұрыс нәтиже береді, сондықтан қолмен түзету қажет немесе қателерге төзе беруге тура келеді. Компьютерде жасалған кейіпкерлерде бұлшық еттер болмағандықтан, бірдей нәтижеге жету үшін басқа тәсілдер қолданылады. Кейбір аниматорлар сүйектерді немесе түсіру бағдарламалық жасақтамасымен басқарылатын нысандарды жасайды және оларды тиісінше қозғалтады, кейіпкер дұрыс орнатылған жағдайда бұл жақсы жуықтауды қамтамасыз етеді. Бет өте серпімді болғандықтан, бұл техника көбінесе басқаларымен біріктіріледі, терінің серпімділігі және тілекке қарайтын көріністерге байланысты салмақтар әртүрлі реттеледі.
Қолданылуы
Бірнеше коммерциялық компаниялар бұрын қолданылған, бірақ өте қымбат өнімдерді жасап шығарып жатыр. Бағдарламалық жасақтама қолжетімді бағада болғанда, бұл компьютерлік ойындар үшін маңызды кіріс құралына айналады деп күтілуде, алайда аппараттық және бағдарламалық жасақтама әлі дамытылған жоқ. Соңғы 15 жылғы зерттеулердің нәтижелері қолдануға жақын деңгейде болғанымен, толыққанды дайын емес.