Motion capture

Motion capture (ka mo-cap või mocap) ehk skeletaalne tuvastussüsteem on animatsioonitehnika, mille korral jäädvustatakse liikumist markerite või anduritega, mis kantakse üle digitaalsele mudelile.  

Motion capture'i ajalugu ulatub 1970. ja 1980. aastatesse, kui see võeti biomehaanikas kasutusele kui fotogramm-meetria analüüsi meetod. Tänapäeval on selle kasutusvõimalused laienenud meelelahutusse (kino, video- ja arvutimängud, televisioon), haridusse, sporti, meditsiini ja sõjandusse. Kõige laiemalt kasutatakse seda filmikunstis ja videomängudes. Filmikunstis jäädvustatakse selle abil näitleja liikumist ja animeeritakse digitaalseid ruumilisi tegelasi.

Motion capture'it võib võrrelda rotoskoobiga: mõlemal juhul filmitakse näitlejat ja luuakse salvestise põhjal animatsioon. Sel on teiste sarnaste tehnikate ees mitmesuguseid eeliseid: see lubab animeerida kiiresti ja suuremate võimalustega, teha kiireid katsetusi, animeerida reaalajas, kasutada animatsioonis keerukamaid liigutusi, lisaks on animeeritav maht suurem kui tavatehnikaid kasutades. Samas vajab see selleks loodud riistvara ja tarkvara, selle jaoks on tarvis rohkem liikumispinda ning hiljem tuleb detailid eraldi animeerida.

Kasutamine
Esmalt kinnitatakse näitleja külge markerid. Kuna soovitakse salvestada ainuüksi liikumist (mitte näitleja väljanägemist), kinnitatakse need liigeste lähedale ja muudesse punktidesse, mille täpset liikumist soovitakse jäädvustada. Markerite kinnitamiseks võidakse kasutada ka selleks loodud kostüümi (ingl motion capture suit). Tänapäeval kasutatakse ka arvutiprogramme, mis jälgivad tehisintellekti kasutades liikumist ka markeriteta. 

Seejärel hakatakse filmima näitleja liikumist. Näitlejat võetakse korraga üles mitmelt küljelt ning filmitakse kaks korda suurema kiirusega, et lõppanimatsioonis oleks liikumine sujuvam.  

Seejärel eraldatakse markerid tarkvara abil videopildist ning kantakse nende liikumine üle ruumilisele skeletile.

Kasutusvõimalused
Motion capture'it kasutatakse paljudes valdkondades: arvutimängudes, filmides, sõjanduses, meditsiinis ja mujal. 

Filmides kujutatakse selle abil fiktiivseid tegelasi. Selle abil on loodud näiteks Gollum "Sõrmuste isandas" ja Jar Jar Binks "Star Warsi" seerias. Esimeseks motion capture'iga loodud filmiks võib pidada filmi "Sinbad: Udude loori taga" (2000), kuigi selles oli kaasatud palju tegelaskujude animaatoreid. Filmis "Polaarekspress" kehastas Tom Hanks motion capture'i abil kuut tegelaskuju.

Meditsiinis kasutatakse motion capture'it nn Gait-analüüsis. Sellel põhinevad ka rakendused, mis aitavad liikumist ja näiteks südametööd jälgides hinnata vigastuste riski või aidata inimesel vormi parandada.

Meetodid
Motion capture'i loomiseks kasutatakse akustilisi, inertsiaalseid, valgusdiood-, magnet- ja peegeldavaid markereid. Meetodid võib jagada laias laastus kaheks: optilisteks ja mitteoptilisteks.

Optilised meetodid
Liikumise eri nurkade all salvestamiseks kasutatakse mitut kaamerat. Tavaliselt kasutatakse filmimiseks 6–24 kaamerat. 

 Passiivsed markerid. Näitlejale on kinnitatud peegeldavad markerid (helkurid), et tarkvara suudaks pildil markereid nahast ja riietest eristada. Selleks, et eristada näitlejat taustast, paigutatakse markereid ka fikseeritud objektidele, et kaamerad kalibreerida.  

 Aktiivsed markerid. Markeritena kasutatakse valgusdioode (leede). Neid on võimalik panna suurel sagedusel vilkuma, nii et tarkvara suudab markereid muust pildist eristada. Aktiivsete markeritega on parem jäädvustada suuremat hulka näitlejaid ja kaugemat distantsi.

 Markeriteta meetod. Uued tehnoloogiad aitavad liikumist salvestada markereid või eririietust kasutamata. Algoritmid võimaldavad analüüsida mitut videovoogu ja luua nende andmete põhjal digitaalse ruumilise kujutise.

Mitteoptilised meetodid
 Mehaaniline liikumine. Näitleja kannab eririietust (nn välisskeletti), mille liigesekohtadel on andurid. See võimaldab animeerida reaalajas.
 Inertsliikumine. Liikumise salvestamiseks kasutatakse peamiselt güroskoope, mis töötavad sarnasel moel kui Wii pult, kuid on täpsemad ja suurema resolutsiooniga.

Vaata ka
Animatsioon
Rotoskoop
Arvutianimatsioon

Viited

Välislingid
 Daniel Leevik. "Cartoon kasutab esmakordselt Eesti Laulul motion capture'i tehnoloogiat". Digi.geenius.ee, 11. veebruar 2016.

Animatsioon
Arvutigraafika