遊戲互動的里程碑：動作捕捉的進化史
育碧今年在各大遊戲展和自家的新遊發佈會上都出人意料地把《看門狗2》做了配角，反而把一款之前不怎麼受人關注的遊戲《極限巔峰(STEEP)》放在了主推的位置上，這款遊戲也在近期要進行公測，不知道體驗如何。主打極限運動的遊戲，想必受衆面就比較小，育碧這次究竟是要走情懷還是開闢新的藍海還不得而知。
無論是情懷優先還是利益考量，遊戲本身的品質總是人們關注的焦點。體現這樣一款運動遊戲品質的主要參數，毫無疑問就是它的仿真度。從物理模型到人物動作，一切在今天的計算機技術下都可以做得惟妙惟肖，動作捕捉技術在其中扮演着舉足輕重的角色。可以說沒有這個技術的成熟運用，從特效電影到3D遊戲都不可能爬到今天的高度。但經歷過DOS機時代、2D時代、簡單3D模型時代的玩家都知道，動作捕捉走到現在這個樣子，絕非易事。
轉描
如果我們知道動畫片的原理，就會理解，動畫之所以能夠在人們腦中留下動態的印象，是因爲畫片的切換速度快於人分辨的速度。人類的這種視覺進化上的殘影缺陷反而讓人類收穫了一個龐大的文化世界：膠片電影、動畫和視頻遊戲。但既然動畫的原理是高速切換畫片，每張畫片之間的動作銜接就有可能因爲畫師描繪得不到位而讓人感覺不自然。面對這個難題，2D時代的動畫片在上世紀2，30年代有一次製作理念上的分裂，一派動畫師認爲動畫片應該是一件藝術品，應出於畫師自己的藝術創作，堅持用閉門造車的作畫手段描繪人物；另一派畫師則認爲動畫片應該在允許的範圍內儘可能接近電影創作，動畫人物應該以現實爲模板。
《蒸汽船威利》是第一部米老鼠電影，但不是第一部動畫片，在動畫史上處於兩種畫派競爭的實驗作品
道理誰說了都是對的，市場卻是檢驗真理的唯一標準。在處理人物動態的戰爭中，堅持自己畫的動畫師大敗虧輸。畢竟動畫片不是漫畫，片中事物動感的描繪本來就是動畫片呈現藝術性和故事性的主要手段，如果動作的連續性得不到觀衆肯定，這個動畫片就可以被認爲是失敗的。今天很多日本動畫工作室仍然堅持不用樣板手繪，表面上看起來是一片匠心，其實也是由於繪畫技術本身進步的原因。動畫師可以根據電腦運算的輔助找到人物模型的運動規律，畫出來的動畫片也就不會顯得乾澀卡頓了。
而獲得勝利的動畫師則開創了動畫製作的新篇章：轉描。它也正是動作捕捉的鼻祖。
轉描技術雖然興起在上個世紀，被應用卻是很早的事情了。我們都知道膠捲相機利用的是小孔成像原理，但是在感光材料發明之前，人們就已經在利用這個原理作畫了。畫家把自己關在一個小黑屋裡，牆上挖個洞對着美景。只要太陽光還不錯，小黑屋的內壁上就會呈現一幅倒影的景色，畫家只要照着臨摹一下就可以了。在15世紀的主流繪畫界，這種方式顯然被認爲是作弊，但藝術大師布魯內萊斯基倒是不以爲忤照用不誤。受到大師的啓發，美國人馬克思·弗萊舍(Max Fleischer)發明了近代意義上的轉描機，簡單來說就是把照片放大投影在玻璃上，畫師照着樣子畫就行了。只要照片是連續的動作，畫出來的樣子也就是連貫的。
一位畫家和他的轉描臺
具有遠見卓識的迪士尼先生就是第一個對此技術表示肯定的大動畫商，1937年版白雪公主裡，公主的動作就是根據一位女模特的連續照片描繪的。雖然現在看上去已經有點落伍，但那個動態在30年代的技術水平下已經可以叫做“活靈活現”了。
有意思的是，近年來這種相對落伍的技術又挖墳，重新回到了動畫片製作當中。像動畫片《惡之華》這樣畫風清奇的片子評價兩極分化很嚴重。喜歡的觀衆認爲它工作量巨大，說明了製作組的匠心獨運；厭惡的觀衆則覺得看這種片子還不如看真人電影。我這裡倒是想給一個比較公允的判斷：轉描即使在上個世紀也從來沒有佔據過一部動畫片的全部製作流程，大多數時候只是作爲描摹人物行爲的輔助手段。現在所謂的這些轉描動畫都是爲了打“用心”的噱頭。但既然製作組一片苦心，觀衆也樂得買單，不喜者自行繞道就好了。
在2D建模技術完善的情況下，《惡之華》動畫用這種製作方式真是猜不透
3D模型模擬
很多人不知道的是，3D動畫的製作和2D動畫的流程是不太一樣的。最正宗的2D動畫製作時每張畫片其實相對都是獨立的，只有快速變換時才能產生整體感和動感。而3D動畫的製作是首先做出一個3D人物模型，輸入一些位移參數以後讓模型先動起來，然後再截圖。每秒8幀，16幀，24幀都是有可能的。也就是說雖然這兩者在觀衆眼中沒有什麼區別，都是畫面切換的產物，對製作者來說卻有不同的體驗。同樣是描繪一個人走路，2D動畫的畫師只要把人物投射在自己眼中的人側影逐幀描繪下來就可以，而3D動畫師要對人體結構、關節運動、肌肉收縮瞭如指掌，才能根據模型的動態截出動畫。建模耗時良久、費心費力，具體有多苦你只需要找一個做音樂MMD的UP主問一下就知道了。
不過建模最大的問題還不在這裡，不真實是一直困擾3D畫師的一個老大難問題。3D繪畫技術發展的早期，計算機運算能力有限，過於複雜的圖形處理代價可能是把那張不太靠譜的集成顯卡燒掉。動畫師即使想用2D動畫裡已經成熟的轉描技術也是無能爲力，只能用一些看上去不太美妙的幾何圖形堆出一個人來。回過頭來看看當年的《FIFA94》，你真的會感嘆當年的遊戲玩家樂在其中真也挺可悲的，這種3D模型可真是“叫花子的媽坐月子——要什麼沒什麼”。
早年的3D遊戲屬於馬賽克活動塊，人物行動也很不流暢
但就是在這樣惡劣的技術條件下，玩家依然對大膽的遊戲公司表達了理解和支持。敏銳的玩家都能意識到現，70年代最早出現的文字冒險遊戲（比如《星際迷航》）、dos時代晚期的2D視頻遊戲（比如《坦克大戰》、《打磚塊》）都會逐漸讓位給3D遊戲。這個新領域需要的只是更好的運算技術，它的潛力遠遠還沒有被開發出來。而摩爾定律“每十八個月芯片運算速度就會翻番”的鐵口直斷，給了人們這個信心。
新的動作捕捉時代正在信息變革的風暴下孕育着。
動作捕捉
現在你去任何一家大型特效電影製片廠或是視頻遊戲工作室，都能看見一片空空如也的場地。也許還能看到一個穿着緊身衣，身上密密麻麻掛着白點的人傻不啦嘰地行走、打拳、唸對白。讀者可能對這個場景並不陌生，這就是現在風靡一時的動作捕捉技術。
動作捕捉技術(motion capture 簡稱mo-cap)是一系列技術的通稱，從原理上分有機械式、聲波式、電磁式、光學式好多種，沒有一項具體的技術在這個領域具有超級霸主的地位，但目前看來慣性式被更多廠家所信任。其實對於大多數遊戲廠家和電影片商來說，只要掏得起錢買最好的設備，哪家的效果都差不多。
隨着動態捕捉的大範圍應用，今後的特效電影就很難說是動畫片還是人物出演了
最早的動作捕捉技術可不是爲了遊戲設計的，而是作爲力學研究的輔助手段。對材料高速運動下的形變的研究需要大量位置數據，高速攝像機的缺乏促使研究人員把越來越多的位置感應器放在受試物體上。等位置傳感器霸佔了整個物體表面，其實動作捕捉也已經是很簡單的事情了。不過以這項技術發端的上世紀70年代的計算機水平，能夠模擬出一個圓柱體的運動和形變就不容易了。隨後體育界意識到了這種技術對運動員訓練的幫助，通過對運動員幾個關鍵關節位置的追蹤，就能夠分析出運動員的姿勢是否標準。你不要看人體結構精巧、看似複雜多變，其實起決定性因素的關節就那麼幾個。搞清楚了這些關節的相對位置，人的姿態也就出來了。
從位點到完整的形象，最難的是確定位點的相對位置，各種算法也就是爲此而生的
但是體育界畢竟缺乏把幾個位點轉化成動畫的能力，動作捕捉技術於是向我們熟悉的影視製作方向繼續滲透。80年代末，中國運動員靠不顧身體後果的悶頭苦煉在賽場上爭金奪銀，發達國家的運動員則已經可以坐在屏幕前和教練探討自己的技術細節了。在這種情況下中國健兒還是能屢屢戰勝對手，實在是難能可貴。
特效影視製作和遊戲從來是不分家的，兩個行業的設計師經常互相串門。終於，有人把動作捕捉的概念帶到了遊戲圈。在這個領域最具有先鋒意識的是當時在主機領域與任天堂、索尼三分天下的世嘉。它1994年推出的街機遊戲《VR戰士》就使用了動作捕捉模擬人物行動。這種新概念在當時粗糙的街機和家用機遊戲市場不啻爲一股清流，用逼真流暢的動作嚇呆了一衆玩家。隔年，南夢宮就也推出了《刀魂》，作爲自家動作捕捉技術的先鋒軍，也取得了成功。
《VR戰士》這種遊戲今天看來只能說強行3D了，但當時是革命性的產品
如今3D格鬥中動作捕捉已成定式，現實中很難完成的一連串優美流暢的動作也能讓玩家信手拈來
2009年的大片《阿凡達》算是把動作捕捉技術做到了當時技術的極致，也讓“動態捕捉”這個名字爲人所知。演員可以和動畫人物實時互動，就像是一對鏡中人。這大大拓寬了演員的戲路，讓演員能在各種不存在的特效背景裡施展自己的才華。這種實時捕捉最早是由《指環王：雙塔奇兵》的電影版所應用，但當時還沒有大規模使用特效，技術更多是作爲演員的輔助工具。等到了今年上映的《魔獸》大電影，演員倒反而成爲了特效的陪襯。電影細節披露之前我還在納悶，化妝組要怎麼把吳彥祖化裝成古爾丹？後來才知道，原來演員已經完全不用出現在臺前，只要爲動畫人物配上動作和臺詞就可以了。也難怪這一部電影的拍攝不過用了4個月，後期特效卻綿延了一年半。作爲旁觀者，我們很難判斷這對演員的職業生涯是好事還是壞事。也許和所有技術一樣，動作捕捉意味着挑戰也意味着新的機遇吧。
作爲玩家，我們也許還是更關心動作捕捉技術什麼時候能飛入尋常百姓家，讓我們和遊戲人物的互動變得更加緊密。現在大多數複雜遊戲還是以鍵鼠和手柄爲主，Wii的感應棒只能適應一些偏休閒的體感遊戲使用。而且狹義來說Wii不算是真正的動作捕捉技術，微軟的Kinect倒是有了動作捕捉的樣子。但是由於現階段的聲波、光學這些不需要藉助穿戴設備的感應裝置技術還不到家，用起來總是讓人感覺怪怪的。以至於很多人乾脆把Kinect當成了遊戲機的一個高配攝像機，不知道微軟開發者是不是覺得哭笑不得。以我個人的觀點來看，家用機的去手柄化是一個必然趨勢，原因很簡單：遊戲產業是一個得女性者得天下的行業，誰能擺脫沉重的操作讓女生也樂在其中，就平白多了一倍的用戶。更何況伴隨着VR的發展，以後總不見得讓人戴着沉浸式的設備，手裡還要提着手柄吧？
當然在可見的未來，鍵鼠和手柄仍然不會全然退出歷史舞臺，只是深愛它們的老玩家們，要做好動作捕捉也登堂入室的心理準備了。
一個矛盾是，VR成人遊戲有沒有外設裝備都讓人覺得不舒服
歡迎參加——愛玩網百萬稿費徵稿活動：當金牌作者，開本站專欄，領豐厚稿費，得專屬周邊！
遊戲專欄投稿信箱：otaku@vip.163.com
歡迎關注愛玩APP【精選】板塊，更多精彩等着你！