موشن کپچر یا ضبط حرکت، فناوری کاربردی است که در عصر حاضر در عرصه‌های مختلفی همچون سینما، پزشکی، رباتیک و ورزش مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای آشنایی بیشتر با این فناوری در ادامه همراه ما باشید.
همیشه وجود جلوه‌های ویژه در یک انیمیشن یا پویانمایی باعث جذاب‌تر شدن صحنه‌ها خواهد شد. درواقع نمونه این جلوه‌های زیبا را می‌توانیم در فیلم‌های ماندگاری همچون آواتار مشاهده کنیم که هنوز بعد از گذشت 10 سال، صحنه‌های فیلم دیدنی هستند. می‌توانید درباره این فیلم در اینجا اطلاعاتی را کسب کنید. علاوه بر آواتار انیمیشن‌هایی مانند ماجراهای تن تن، بیوولف و بازی‌های ویدیویی را امروزه شاهد هستیم که از جلوه‌های ویژه بهره می‌برند.
این جلوه‌های ویژه در سایه ابداع فناوری ضبط سه بعدی حرکات و انتقال آن به کامپیوتر خودنمایی می‌کنند که باعث شده فیلم‌ها، انیمیشن‌ها و بازی‌های کامپیوتری، امکانات و جذابیت‌های جدیدتری را تجربه کنند. درواقع ضبط صحنه‌هایی که جلوه‌های ویژه دارند به گونه‌ای در انیمیشن‌ها و فیلم‌های اشاره شده خلاقانه است که بیننده احساس میکند این حرکات واقعی انجام می‌شوند. به این فناوری موشن کپچر (Motion Capture) گفته می‌شود. حالا بماند که علاوه بر اینکه این تکنولوژی در عرصه سینما، فیلم و انیمیشن به‌کار می‌رود، می‌توان آثاری از آن را در حیطه پزشکی و توانبخشی هم مشاهده کرد. با ما همراه باشید تا بیشتر با این فناوری جذاب آشنا شوید.
آنچه در این مقاله می‌خوانید:
- فناوری موشن کپچر چیست؟
- تاریخچه موشن کپچر
- فناوری موشن کپچر چطور کار می کند؟
- مزایا و معایب موشن کپچر
- انواع سیستم های موشن کپچر
- سیستم های موشن کپچر نوری
- سیستم های موشن کپچر غیر نوری
- سخن پایانی
فناوری موشن کپچر چیست؟
موشن کپچر که با نام موکپ (Mo-Cap) نیز شناخته می‌شود، به فناوری ضبط حرکت افراد یا اشیا و انتقال آن به کامپیوتر اشاره دارد. در زمینه ساخت فیلم و بازی‌های ویدیویی نیز موشن کپچر به فناوری ضبط حرکات بازیگر انسانی گفته می‌شود. درواقع حرکات انسانی بازیگر فیلم ضبط می‌شود و این فیلم در مدل دیجیتال کاراکتر انیمیشنی در پویانمایی‌های دو بعدی و یا سه بعدی استفاده خواهد شد. البته در فیلدهای بسیاری موشن کپچر (ضبط حرکت) با نام ردیابی حرکت نیز شناخته می‌شود؛ اما در ساخت انیمیشن، فیلم و بازی ویدیویی با همان نام موشن کپچر یا ضبط حرکت معروف است.
ناگفته نماند که از این فناوری علاوه بر عرصه فیلمسازی، در پزشکی و رباتیک نیز استفاده می‌شود و تاکنون آثار آن پیشرفت‌های زیادی را در حوزه‌های یاد شده به ارمغان آورده است. درواقع در عرصه فیلمسازی همان‌طور که در مقدمه بیان کردیم، جلوه‌های ویژه را ایجاد میکند. در عرصه پزشکی می‌توانیم حضور آن را در اپلیکیشن‌های پزشکی مربوط به بینایی‌سنجی مشاهده کنیم.
تاریخچه موشن کپچر
اولین استفاده از فناوری موشن کپچر به دهه هفتاد و هشتاد میلادی برای ثبت حرکات بیماران جهت انجام برخی از آزمایش‌های پزشکی برمی‌گردد. در این راستا می‌توان به اقدامات تام کالورت (Tom Calvert) پروفسور علوم کامپیوتر دانشگاه Simon Fraser اشاره کرد که برای اولین بار حرکت و خم‌شدگی زانو را ردیابی و مورد سنجش قرار داد. بعد از آن، اقدام وی توسط دانشگاه MIT توسعه یافت.
با پیشرفت نیروی پردازش کامپیوترها، این فناوری در تحقیقات آموزشی، علمی و ورزشی استفاده شد و همین‌طور شاهد استفاده از این فناوری در صنعت ساخت فیلم، انیمیشن و بازی‌های ویدیویی بودیم. در عرصه ساخت فیلم هم باید اشاره کنیم که این فناوری اولین بار توسط استودیوی والت دیزنی برای تهیه چندین قطعه انیمیشن استفاده شد که بعد از آن سایر استودیوهای آمریکایی و هالیوودی از موشن کپچر در ساخت فیلم و انیمیشن استفاده کردند. در این راستا می‌توان به حضور این فناوری در انیمیشن قطار قطبی (The Polar Express) محصول سال 2004 اشاره کرد. در این انیمیشن برای ثبت حرکات صورت، از روش Performance Capture استفاده شده بود. علاوه بر این بکارگیری از تکنولوژی موکپ در فیلم ارباب حلقه‌ها و فیلم سینمایی آواتار، از نتایج خیره‌کننده استفاده از این فناوری در عرصه فیلمسازی هستند.
فناوری موشن کپچر چطور کار میکند؟
برای استفاده از این تکنیک، بازیگر لباس مخصوصی را به تن میکند. این لباس مخصوص به سنسورها و چراغهای LED مجهز است. بعد از پوشیدن لباس، بازیگر شروع به بازی خواهد کرد. حالا سنسورهایی که به لباس وی متصل هستند، حرکات را شناسایی و ضبط می‌کنند. این اطلاعات به کامپیوتر ارسال می‌شوند و از طریق کامپیوتر نیز شبیه‌سازی خواهند شد. در این صورت کیفیت ساخت انیمیشن بالا می‌رود و هزینه ناشی از تولید جلوه‌های ویژه کاهش می‌یابد. البته بماند که درانواع مختلف فناوری موکپ، فرایند کار متفاوت خواهد بود.
به‌عنوان مثال در موکپ یا موشن کپچر نوری، توپ‌های سفیدی که نقش سنسور را دارند بر روی بدن بازیگر قرار می‌گیرند. این سنسورها نور را انعکاس می‌دهند و دوربین‌های مخصوصی نیز حرکات را ضبط کرده و به برنامه کامپیوتری انتقال خواهند داد. درواقع حرکات شخص حقیقی بر روی حرکات کاراکتر شبیه‌سازی می‌شوند و زمانبندی و تنظیمات لازم انجام خواهد شد.
در نوع دیگر موشن کپچر، شخص با پوشیدن لباسی از سنسورها، حرکات را اجرا میکند. البته در این روش از دوربین برای ضبط استفاده نمی‌شود و حرکات به صورت مستقیم به کامپیوتر منتقل می‌شوند. در موشن کپچر الکترومغناطیسی نیز بازیگر با پوشیدن لباسی که امواج الکترونیکی از خود ساطع میکند، حرکات را انجام داده و این حرکات از طریق امواج یاد شده به گیرنده‌های مشخصی ارسال می‌شوند و طی مراحل مشخص دیگری، این حرکات بر روی کاراکتر انیمیشنی مورد نظر شبیه‌سازی خواهند شد.
مزایا و معایب موشن کپچر
باتوجه به ابزارهای مورد استفاده در موشن کپچر و همچنین فرایند ساخت انیمیشن و بازی‌های ویدیویی، این فناوری می‌تواند مزایا و معایبی را به همراه داشته باشد که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد. شما در این مطلب می‌توانید با سایر فناوری‌هایی که در بازی‌های امروزی به کار می‌روند آشنا شوید.
مزایای موشن کپچر
فناوری ضبط حرکت، چندین مزیت را برای ضبط انیمیشن‌های سه بعدی نسبت به انیمیشن‌های سنتی به ارمغان می‌آورد. این مزیت‌ها عبارت‌اند از:
- در این فناوری تاخیر کم است و حرکات بیشتر در زمان واقعی انجام می‌شوند. این مورد می‌تواند هزینه‌های تولید انیمیشن‌های مبتنی بر Keyframe را کاهش دهد.
- از میزان پیچیدگی کار ساخت و تولید انیمیشن با این روش تا اندازه زیادی کاسته می‌شود. علاوه بر این، امکانات زیادی برای ویرایش حرکات در اختیار سازندگان انیمیشن قرار خواهد داشت.
- نتیجه نهایی در برخی از سیستم‌ها به صورت Realtime قابل مشاهده است.
- اندازه‌گیری‌ها دقیق‌تر و شبیه‌سازی‌ها به واقعیت نزدیک‌تر خواهند بود.
- به لطف وجود برخی از نرم‌افزارهای رایگان، برخی از هزینه‌ها کاهش می‌یابند.
معایب موشن کپچر
هر چند برای استفاده از فناوری یاد شده نیاز به سیستم‌های قدرتمند، افراد متخصص، سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای ویژه خواهد بود، اما در بخش‌های دیگر هم می‌تواند معایبی نیز داشته باشد. این معایب عبارت‌اند از:
- قیمت تجهیزات مورد نیاز برای پیاده‌سازی این فناوری در پروژه‌های کوچک اقتصادی نیست و تنها به درد پروژه‌های بزرگ میخورد.
- ایجاد تکنیک‌های مربوط به انیمیشن‌های فانتزی، با این روش قابل شییه‌سازی نخواهد بود.
- ضبط حرکات حیوانات با موشن کپچر دشوار است.
- در برخی از روش‌ها باید تناسباتی بین کاراکتر و بازیگر در نظر گرفته شود؛ در غیر این صورت، مشکلاتی ایجاد خواهد شد.
- حرکات قابل شبیه‌سازی می‌بایست از قوانین فیزیک تبعیت کنند؛ درنتیجه برای حرکات موجودات تخیلی که استخوان‌بندی متفاوت داشته باشند، موشن کپچر نمی‌تواند پاسخگو باشد.
- برای ضبط حرکات، نیاز به فضای بزرگ خواهد بود.
انواع سیستم های موشن کپچر
شاید تا بدین جای مقاله دریافته باشید که موشن کپچر انواع مختلفی دارد و با مکانیزم‌های مختلفی ممکن است اجرا شود. درواقع موشن کپچر دو نوع اصلی دارد: سیستم های نوری و سیستم های غیر نوری. در هرکدام از سیستم‌های یاد شده نیز مکانیزم کار متفاوت خواهد بود که در ادامه بیشتر درباره انواع آن توضیح خواهیم داد.
موشن کپچر نوری
در سیستم موشن کپچر نوری، معمولا از دوربین‌های فیلمبرداری مخصوصی برای ردیابی حرکات استفاده می‌شود. خوب است بدانید که معمولاً یک یا دو دوربین برای ضبط حرکات صورت مناسب است؛ اما برای ضبط حرکات کل بدن به 8 تا 16 دوربین نیاز خواهد بود. در مورد بازیگر هم باید اشاره کنیم که لباس وی از سنسورهای توپ مانندی تشکیل شده است که توپ‌ها یا درواقع همان سنسورها بر روی مفاصل قرار می‌گیرند تا حرکات را شناسایی کنند. دوربین‌ها هم مجهز به فناوری مادون قرمز و فیلتر این نور هستند. بعد از دریافت داده‌ها و ضبط توسط دوربین، نتیجه کار به کامپیوتر منتقل می‌شود و در نهایت کارهایی برای ویرایش و تنظیم زمان و مواردی از این دست بر روی انیمیشن انجام خواهد شد.
موشن کپچر غیر نوری
در موشن کپچر غیر نوری بر عکس موشن کپچر نوری، از دوبین برای ضبط حرکات استفاده نمی‌شود. این نوع از موشن کپچر شامل دو نوع مکانیکی و مغناطیسی است.
موشن کپچر مکانیکی
در سیستم موشن کپچر مکانیکی از لباس‌های ویژه و البته گران‌قیمتی برای ردیابی استفاده می‌شود؛ اما سیستم ضبط حرکات، مستقیما حرکات بدن بازیگر را ردیابی میکند. این نوع از سیستم‌ها برای ضبط حرکاتی که باید در زمان واقعی انجام شوند، بسیار کاربردی بوده و البته هزینه قابل‌قبولی هم برای فیلمسازان و دست‌اندرکاران به همراه خواهند داشت. لباس‌ها و ابزارهای مورد نیاز برای موشن کپچر مکانیکی شامل دستکش‌ها، بازوی مکانیکی یا مدل‌های مفصلی هستند.
موشن کپچر مغناطیسی
در این فرایند ضبط از حسگرهایی متصل به بدن بازیگر برای ارسال و ردیابی حرکات استفاده می‌شود. درواقع این سنسورها به مرکز کنترل الکترونیکی متصل هستد. مرکز کنترل الکترونیکی نیز به کامپیوتری متصل است که به نرم افزارهای خاص مجهز شده و با دریافت اطلاعات لازم (اعم از اطلاعات موقعیتی، چرخش و حرکت)، می‌تواند حرکات سه بعدی را در کامپیوتر شبیه‌سازی کند. گفتنی است که پیاده‌سازی این سیستم‌ها ارزان‌تر از سیستم‌های نوری است، به فضای کمتری نیاز خواهد داشت و همچنین برای ضبط حرکات در زمان واقعی نیز روش کارآمدتری خواهد بود. از معایب آن هم پیاده‌سازی دشوار و اتصالات پرهزینه است.
سخن پایانی
دیدیم که فناوری موشن کپچر یک فناوری بسیار کارآمد با عملکرد عالی در ساخت انیمیشن‌ها و فیلم‌های سینمایی است که در صورت استفاده دقیق می‌تواند نتایج بی‌نظیری را به نمایش بگذارد. علاوه بر صنعت فیلم و سینما، استفاده از این فناوری در حوزه‌هایی مانند ساخت بازی‌های ویدیویی، پزشکی، توانبخشی، ورزش و رباتیک هم قابل‌توجه است. درواقع پزشکان در مواردی که بیمار با مشکل حرکتی مواجه است می‌توانند با ضبط حرکات مفاصل و بررسی آن، درمان را در پیش بگیرند. یا در ورزش، مربیان با استفاده از چنین فناوری‌هایی می‌توانند مشکلات حرکتی و ضعف عضلانی ورزشکاران را بررسی کنند و ایدههایی برای حل مشکلات بیندیشند. نظر شما در این باره چیست؟ آیا ایده‌های دیگری در مورد بکارگیری فناوری موشن کپچر دارید؟ می‌توانید نظرات خود را در این باره در پایین همین مطلب با ما در میان بگذارید.