Wat is motion capture en hoe werkt het?

Motion capture is een populaire, geavanceerde techniek die een groot aantal toepassingen kent in de wereld van film en tv, wetenschap en gaming. In dit artikel gaan we in op de geschiedenis van motion capture en kijken we hoe deze technologie wordt gebruikt. We kijken welke verschillende benaderingen er zijn, wat de voor- en nadelen zijn en hoe bewegingen worden getraceerd.

Een cameraman filmt een acteur in een mocap-pak.

Wat is motion capture?

Motion capture, of mocap, is een technologie waarmee bewegingen van mensen of objecten worden vastgelegd. De bewegingen worden vastgelegd door de technologie en de gegevens worden overgebracht naar een computerprogramma om fotorealisme in een virtuele omgeving te creëren.

De afgelopen jaren is mocap steeds populairder geworden, als methode om computergegenereerde 3D-personages te verrijken met de natuurlijke en vaak subtiele bewegingen/handelingen van menselijke acteurs.

Tijdens motion-capturesessies worden de bewegingen van acteurs vele keren per seconde vastgelegd. Alleen de bewegingen van de acteurs worden vastgelegd, niet hun uiterlijk. De animatiegegevens worden vervolgens overgezet naar een 3D-model dat de vastgelegde handelingen kan uitvoeren.

Waarvoor wordt motion capture gebruikt?

Motion capture wordt in verschillende sectoren gebruikt. Dit zijn:

Films en tv. Dit zijn de bekendste sectoren waarin mocap wordt toegepast. Het wordt vaak gebruikt voor previsualisatie (previs) tijdens de preproductie. Motion capture brengt storyboards tot leven en stelt regisseurs in staat bewegingen in een scène in kaart te brengen en visuele effecten (VFX) voor te bereiden.
Videogames. Motion-capture-animatie biedt gameontwikkelaars een snelle en effectieve manier om een grote bibliotheek met bewegingen voor hun personages op te bouwen.
Gezondheid en sport. Mocap wordt gebruikt om diagnoses te stellen bij letsel en het herstel te bevorderen.
Leger. In combinatie met virtual reality (VR) kan motion capture de training verbeteren.

Vormen van motion capture.

De motion-capturetechnologie kan op vier manieren worden toegepast:

Optisch passief. Dit is de meest flexibele en meestgebruikte methode. Bij de optisch passieve methode worden infraroodcamera's gebruikt om bewegingen vast te leggen met retroreflecterende passieve markeringen.
Optisch actief. Speciale camera's volgen led-markeringen voor motion capture die licht uitstralen.
Video/zonder markeringen. Deze techniek maakt gebruik van software in plaats van markeringen.
Inertieel. Het onderwerp draagt inertiële sensoren (ook wel IMU's genoemd). Deze sensoren verzenden draadloos gegevens naar een computer of slim apparaat. Camera's worden alleen gebruikt als lokalisatiehulpmiddel.

Een acteur in een mocap-pak en een actrice kijken naar een telefoon

Voor- en nadelen van motion capture.

Mocap is een erg handig hulpmiddel, maar deze technologie heeft voor- en nadelen.

Voordelen	Nadelen
Snelle resultaten (bijna real-time), waardoor de kosten van keyframe-animatie kunnen worden verminderd.	Speciale software en hardware nodig om de gegevens te verwerken.
De hoeveelheid werk is niet afhankelijk van de complexiteit of de uitvoeringsduur zoals bij traditionele technieken. Verschillende stijlen en uitvoeringen kunnen worden getest, waarbij de persoonlijkheid van het personage alleen wordt beperkt door het talent van de acteur.	Bij een kleine productie kunnen de kosten van apparatuur en software een probleem zijn.
Realistische, complexe interacties en bewegingen (bijvoorbeeld gewicht en uitoefening van kracht) kunnen eenvoudig en nauwkeurig worden gecreëerd.	De gezichtsveld van de camera of magnetische vervorming kan van invloed zijn op de specifieke vereisten van het systeem waarmee de bewegingen worden vastgelegd.
In vergelijking met traditionele animatie kunnen grote hoeveelheden animatiegegevens worden geproduceerd, waardoor je gemakkelijker deadlines haalt en kosten bespaart.	Als er problemen zijn tijdens de opnamen, bieden slechts weinig mocap-systemen de mogelijkheid de beelden in real-time te bekijken om te bepalen of een nieuwe take nodig is. Het is dan gemakkelijker om nieuwe opnamen te maken.

Geschiedenis van motion-capture-animatie.

1878: de Engelse fotograaf Eadweard Muybridge maakte een fotoserie die bekendstaat als The Horse in Motion. Deze foto's van de bewegingen van een paard die snel na elkaar worden geprojecteerd zijn de eerste voorbeelden van chronofotografie, die een belangrijke rol zou gaan spelen in de ontwikkeling van film.

1915: de Amerikaanse animator Max Fleischer, die later de Betty Boop-tekenfilms zou gaan maken, vond rotoscoping uit. Bij deze animatietechniek werden live-actionfilmbeelden overgetrokken op frames om de bewegingen van personages realistischer te maken.

1939: Snow White and the Seven Dwarfs van Walt Disney Studios werd de eerste film waarvoor de rotoscoop werd gebruikt.

1959: de Amerikaanse animator Lee Harrison III maakte een bodysuit met regelbare weerstanden (de zogenoemde potentiometers) waarmee hij de bewegingen van acteurs kon opnemen en animeren. Het eerste voorbeeld van real-time mocap.

Jaren 1980: met behulp van grote camera's filmden animators acteurs in bodysuits met actieve markeringen.

1999: Star Wars: Episode 1 – The Phantom Menace werd uitgebracht, de eerste speelfilm met een volledig computergegenereerd bijpersonage: Jar Jar Binks, gespeeld door Ahmed Best.

2002: motion capture zoals we het nu kennen werd gebruikt in de film The Lord of the Rings: The Two Towers. Andy Serkis, als Gollum, droeg een mocap-pak op locatie, waar zijn bewegingen en gezichtsuitdrukkingen werden opgenomen met speciale camera's.

2004: The Polar Express van de Amerikaanse regisseur Robert Zemeckis werd uitgebracht, een van de eerste grote films die volledig werd opgenomen met behulp van motion-capturetechnologie.

2009: Avatar van de Canadese filmmaker James Cameron maakte gebruik van een nieuw virtueel camerasysteem waardoor motion capture in films naar een hoger plan werd getild.

Gegrepen door de wereld van animatie?

Verdiep je er verder in door onze startershandleiding voor animatie te lezen.

Meer informatie

Bewegingen traceren.

Hier volgen stapsgewijze instructies voor het traceren van beweging met Adobe Premiere Pro:

Importeer je beeldmateriaal in Premiere Pro.
Als het op de tijdlijn wordt weergegeven, kies je Bestand in het bovenste menu.
Selecteer Nieuw en vervolgens Titel. Als de pop-up verschijnt, kies je OK.
Er wordt een venster geopend. Kies het gewenste referentiepunt en begin te typen. Sluit het venster en sleep de titel op de tijdlijn.
Ga naar Effecten. Selecteer op het tabblad Effectenbeheer het stopwatchpictogram naast Positie en stel het keyframe in.
Verplaats het beeldmateriaal ongeveer 5-10 frames vooruit. Dat doe je door Shift ingedrukt te houden en op Pijl-rechts te drukken. Het referentiepunt is nu verplaatst.
Sleep de x- en y-coördinaten over het deelvenster met het keyframe voor de positie. De respectieve titel wordt verplaatst naar het nieuwe referentiepunt.
Herhaal stap 6 en 7 totdat het proces is voltooid.
Dubbelklik op de titel en typ de gewenste tekst.

Veelgestelde vragen over motion capture.

Wordt motion capture beschouwd als animatie?

Volgens de definitie van de Academy is motion capture zelf geen animatietechniek. Een aanzienlijk aantal hoofdpersonages moet geanimeerd zijn en minimaal 75% van de speeltijd moet geanimeerd zijn. Op basis van deze criteria kon de Academy bepalen of een film een animatie was. Dat was nodig ook, want er verschenen verschillende films, waaronder Avatar, District 9 en A Christmas Carol, waarbij de grens tussen motion capture en animatie vervaagde.

Wat zijn voorbeelden van motion capture?

Naast de reeds genoemde films is motion capture ook gebruikt in:

The Mummy (1999)
Hulk (2003)
Pirates of the Caribbean: At World’s End (2007)
The Curious Case of Benjamin Button (2008)
The Avengers (2012)
Grudge Match (2013)
Paddington (2014)
Fantastic Four (2015)
Guardians of the Galaxy (2017)
A Quiet Place (2018)
The Lion King (2019)
Ghostbusters: Afterlife (2021)

Wat zijn de drie doelen van een motion-capturesysteem?

De drie doelen van motion capture zijn:

De beweging registreren
De sensorgegevens verwerken
De verwerkte gegevens opslaan