《运动捕捉技术及应用》课程教学研究

刘鹏　郑志亮

摘要：文章阐述了《运动捕捉技术及应用》课程教学的相关研究，包括前期对开设依据及开设条件的研究，还包括教学实践过程中对课程重心的突出及教学方法优化的探索。创新出适合本课程的“教、学、演、捕、做”一体化的教学思路。

关键词：教学研究；运动捕捉技术；教学思路1对于课程开设依据、开设条件的研究

运动捕捉技术（Motion Capture）如今广泛应用于CG（Computer Graphics）行业、游戏制作、影视制作行业，本着与时俱进的课程设置思路，学院开设了关于运动捕捉技术的课程，主要面对数字媒体艺术方向的学生。《运动捕捉技术及应用》是数字媒体艺术方向大二下学期所开设的新课程，教研团队针对开设依据及开设条件做了如下研究，包括纵向研究、横向研究、行业研究、硬件优势四个方面。

（1）纵向研究与横向研究。纵向研究主要是研究本课程在课程体系中的位置。本课程与前期的课程能够保持良好的衔接，包括动画原理、动画编剧及分镜头设计、三维软件技术等课程的衔接，其次是能够启发后续课程，包括三维动画作品编创、游戏作品编创、毕业设计等课程。除此之外，学生还可以依据本课程所学内容开展科研活动，创新作品，参加比赛等。横向研究主要是研究其他高校相关课程的开设情况，包括课程的开设学期、教学内容、教学方法、软硬件使用等，再根据本专业的培养方案、学生学习的实际情况进行比对，择出不适合本专业、本课程的内容，有选择地吸收一些内容，创新一些内容，使得新课程更好地融入课程体系，有针对性地开展教学。

（2）行业参考。行业参考主要是考虑到运动捕捉技术在动画、游戏、影视特效等行业中的广泛应用。运动捕捉技术在国内CG制作领域内的应用并不陌生，可以说已经作为制作流水线上不可或缺的一个环节，原因是此技术的应用可以大大降低制作成本，减少人员开支，缩短制作周期，提高CG制作公司的核心竞争力。国内有实力的制作公司或动漫基地购置了运动捕捉设备，在设备操作方面往往需要对相关人员进行培训，培训周期长、投入大是公司面临的难题，如果学生在校期间接触过运动捕捉技术，熟悉运动捕捉设备的软硬件，就可以为公司减少相关的培训费用、缩短培训周期，从公司的用人成本上考虑，从学生就业率的角度考虑，本课程的开设就显得很有必要。

（3）硬件优势。运动捕捉实验室的建立，保证了专业的教学场所，其空间构造符合设备安装的基本条件，满足双人运动捕捉的空间。实验室所采购的运动捕捉设备是较为先进的光学式运动捕捉设备，基于计算机视觉原理，通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完成运动捕捉任务。表演者需要穿着特定的服装，服装上粘有反光能力很强的小球，这样的小球布局在人身上的各个关节部位，摄像机捕捉小球的运动轨迹以此记录表演者的运动信息。其优势在于捕捉精度较高，表演者可以运动自如，除了基本的走、跑、跳动作外，还可以捕捉一些高难度的动作。

2对于课程教学内容及教学方法的研究

根据课程教学情况、课内实践情况及学生对课程内容掌握情况，对课程的教学内容进行微调，教学方法进行优化，突出课程重点，让学生更容易理解和接受重点内容，总结出符合本课程的教学思路。

（1）理论学习、软硬件学习相结合。学生在前期课程当中已经学习了动画原理，对角色运动规律理解透彻，前期课程也包含三维动画技术方面的课程，对三维动画软件的应用也有所掌握，结合本课内容，做到理论学习、软硬件学习相结合。充分利用运动捕捉实验室的硬件设备，开展对动作捕捉系统的研究。参考电影《阿凡达》《猿族崛起》《丁丁历险记》，游戏《生化危机5》《战神3》等运动捕捉环节的相关信息，通过课堂讲解，将光学运动捕捉设备与其他类型的运动捕捉设备进行对比，分析出不同类型的运动捕捉设备的特点，并在学生实践过程中，突出运动捕捉设备的使用重点以及相关注意事项。软件方面的学习包括如何运用MotionAnalysis捕捉系统获取运动捕捉数据，将获取到的数据导入到Autodesk MotionBuilder软件中进行调整，再将修改好的文件导出为FBX格式，最后导入至Autodesk Maya当中进行二次创作，二次创作包含对动作艺术性的再创造，这种创造是无法利用运动捕捉完成的，比如动画角色的反关节运动、形体拉伸变形等等。最终在Autodesk Maya中渲染输出。

（2）分组学习整合教学资源，保证教学效果。本课程在设计之初就考虑到学生人数与教学硬件条件的对应情况，运动捕捉系统仅有一套，在捕捉过程中各方面操作加之人员表演至少需要2人以上配合完成，为了整合教学资源，并考虑到教学效果，将学生分成小组进行学习，分组的同时还要考虑到学生缺少团队合作的经验，除了学生自愿原则之外还要顾及学生个人的学习能力，将学生资源尽量均匀分配，3至4人一组为宜，同一组内的学生之间能够取长补短，各有分工，这样就能够提高学习效率，保证教学效果。

（3）重视运动的艺术表现，强调教学内容的重心。重视学生如何使用软件和硬件，往往忽视了真正的目的，对数字媒体艺术方向的学生而言，提高动作设定的能力并不是简单地会使用硬件捕捉数据，使用软件处理数据，软件硬件仅仅作为工具使用，学习重点则是运动的艺术表现。在捕捉数据之前，增加学生的表演环节，一个动作要经过几次的表演与推敲，捕捉数据的同时，还要将表演留存为动态视频，供其他学生参考学习。学生通过表演训练可得知，即使是一个简单的动作在设定过程中也要考虑很多的因素，一个角色行走的动作可以分为几十种甚至上百种的方式，表演的同时需要考虑到角色的体态特征与性格特点并且要将情绪元素融入其中，这样设定出来的动作才能够让观众信服，具有藝术感染力。因此，课程教学重点是学生的表演环节，注重运动的艺术表现，加强学生对动作的理解。

（4）调整课程教学方法，创新出“教、学、演、捕、做”一体化的教学思路。课程教学研究的过程中，教学思路逐渐清晰，创新出“教、学、演、捕、做”一体化的教学思路，依据此思路进行课程的教学实践，教学效果明显提高，“教”不再是老师在台上讲学生在台下听的单一教学，而是老师与学生，学生与学生之间的互教互学。“学”的方式多种多样，运动无所不在，把课堂扩充到了生活当中，学生在生活中细致的观察及体会给这门课的学习带来很大的帮助，学生学到的是一种攫取知识方法，而不仅仅是课堂上的专业知识。“演”是课程的重心，这正是与其他课程不同的地方，也是最具特色的环节，学生通过演，能够把握动作的精髓，设定出具有艺术表现力的动作。“捕”是通过运动捕捉系统将推敲好的动作数据化。“做”是整个过程中最后的一步，是将前四步实现的一步，不仅包括运动捕捉数据的处理，还包括针对动作的二次创作。可以说这五点在课程教学中相互影响，逐级递进，缺一不可。

3结语

《运动捕捉技术及应用》课程注重的是实践性，这样的实践离不开理论的指导，合理利用软硬件资源开展教学，通过对课程内容及教学方法的研究、总结、创新，教学效果明显提升。参考文献：

[1] 简增强.“动作捕捉系统”在动画教学中的应用与探索[J].美术大观，2013 （3）.

[2] 徐海川.观察与模拟——浅谈运动捕捉技术在动画创作及教学中的应用[J].艺术教育，2013（9）.

[3] 李明宇，赵亮，姜军.运动捕捉技术应用研究调查报告[J].科技信息，2011 （36）.