Amedeo "
Zephiro" Marciano - del 18/10/2009
Di progressi nel campo dei videogiochi si sente spesso parlare relativamente a nuove routine di intelligenza artificiale, nuovi stratosferici engine grafici e sofisticatissimi motori fisici in grado di simulare e rappresentare un mondo virtuale in modo credibile e quasi indistinguibile da quello reale, ma poco o nulla è dato sui passi da gigante che il settore delle animazioni ha compiuto negli ultimi dieci anni. Molti dei titoli attuali vantano un realismo nei movimenti quasi umano, fluido ed armonioso senza mai risultare impacciato o spezzato grazie alla tecnica del motion capture in grado di rappresentare al meglio il movimento del corpo umano in un ambiente fittizio. In questo speciale approfondiremo il funzionamento base di questa importante tecnica, gli ambiti di applicazione e cercheremo di capire cosa potrebbe aspettarci in futuro viste le recenti innovazioni del settore. Mettetevi comodi dunque, il viaggio nel famigerato mocap è appena iniziato.
Motion Capture:
Il motion capture è la tecnologia della cattura e dell’analisi del movimento, prevalentemente umano, attraverso una serie di strumenti appositamente utilizzati. Le tecnica alla base del motion capture è piuttosto semplice da capire e si compone di pochi elementi di base, fra cui dei marcatori (marker) composti da materiale riflettente o luminoso (ad esempio dei led), e delle telecamere fotosensibili. Il soggetto da studiare viene coperto dai marker ed il movimento dei marker viene catturato dalle telecamere che ne registrano i dati emessi sottoforma luminosa. Questi dati vengono poi elaborati in tempo reale da un software in grado di creare uno scheletro digitale dalle informazioni ricevute per studiarne il movimento relativo. I marker forniscono quindi le coordinate della posizione di alcuni punti cardine come gli arti, e le telecamere registrano la velocità di spostamento e l’orientamento. E’ importante notare come sia necessario uno spazio ed uno studio dedicato per ottenere risultati soddisfacenti, con conseguenti esigenze economiche non indifferenti, oltre che di un team specializzato. Nonostante l’utilizzo sempre più quotidiano nel mondo videoludico e del cinema, il sistema del motion capture nasce per tutta un’altra serie di scopi, principalmente di valenza medica. Inizialmente, infatti, veniva utilizzato per valutare i progressi compiuti da persone dotate di protesi o sottoposte a particolari cure. Data la sua precisione, ben presto è stato adottato anche in altri campi, fra cui, quello più peculiare, dell’animazione tridimensionale. Accostare il motion capture ad un sistema di animazioni è quantomeno intuitivo e semplice. Con i dati forniti dalla rilevazione spettrofotogrammica, si possono realizzare delle bozze di animazioni di base, dando al modello un realismo nei movimento elevato. Avendo a disposizione dati molto precisi e riferimenti spazio-temporali reali, è possibile rappresentare praticamente movimenti così complessi che, se realizzati a mano, impiegherebbero molte ore aggiuntive di lavoro senza comunque raggiungere gli stessi livelli qualitativi. La differenza, infatti, fra un sistema di animazioni che utilizza il motion capture ed un altro che non lo fa, è notevole; il motion capture rende più armonioso un movimento, meno meccanico, meno spezzato e soprattutto molto più realistico essendo basato proprio su azioni compiute davvero dal vivo, senza alcuna simulazione.
Alcuni esempi: cinema e videogiochi
Non sono pochi i casi in cui il mondo del cinema e quello dei videogames si avvalgono di tale tecnologia. Uno dei casi più celebri è relativo al famosissimo Gollum della trilogia del Signore degli Anelli. Lasciando da parte la qualità eccellente di texture e filtri grafici applicati al modello tridimensionale, ciò che stupisce più di tutto è l’incredibile flessuosità e morbidezza con cui il personaggio si muove. I movimenti dell’attore Andy Serkis, infatti, sono stati catturati tramite motion capture ed utilizzati come base per le animazioni di Gollum. Il risultato è qualcosa di sorprendente che rende la creatura viva e reale nonostante sia completamente digitalizzata. Fra altre produzioni cinematografiche che utilizzano tecniche di motion capture non possiamo non citare il quasi umano robot di Io Robot dalle movenze aggraziate, quelle feline di Angelina Jolie in Beowulf, e le acrobazie presenti Matrix, frutto di ore di sessioni in studio fra marker e telecamere. Rientrando sul mondo dei videogames il motion capture è presente in quasi tutte le grandi produzioni che fanno del movimento il principale elemento di gameplay come titoli sportivi, action e adventure. Fra i casi più recenti ci sono moltissimi titoli sportivi, l’ultimo in ordine dei quali è PES 2010, che grazie al motion capture di Lionel Messi cercherà di rendere più verosimili le animazioni dei calciatori virutali. Impossibile, inoltre, non notare le arrampicate di Nathan Drake in Uncharted o la mimica facciale in Heavy Rain. L'efficacia del mocap dipende tutta dalla precisione con cui i dati sono elaborati al fine di ricreare il modello di base per le animazioni. I marker, infatti, non possono produrre dati relativi allo scheletro ed il software apposito, in questo caso, compie sempre delle approssimazioni in merito. Avvantaggiarsi di un movimento reale, quotidiano e familiare, comunque rende ciò che avviene a schermo verosimile, più vicino al giocatore e, di conseguenza, più emozionante. Che si tratti di un calciatore intento in un dribbling funambolico, di un cestista che volteggia e schiaccia a canestro, quanto di uno scalamuri o di una cut-scene epica, il motion capture fa sempre la sua comparsa per enfatizzare maggiormente il gesto umano sovrapposto a quello virtuale regalando al giocatore un effetto "più vero del vero" che non dimenticherà tanto facilmente. Di esempi simili ne potremmo trovare a bizzeffe sia in titoli recenti che in molti del passato, tuttavia l'importante è sottolineare come e quanto l'applicazione del mocap sia applicabile, poichè i limiti, come vedremo in seguito non sono affatto pochi.
Uno sguardo al futuro
Sebbene esistano diverse tecniche di motion capture principalmente individuate dalla tecnologia di sensori e telecamere utilizzate, il sistema attuale presenta non pochi limiti. Il primo di tutti è ovviamente quello di uno studio dedicato, necessario per le sessioni di capture per gli attori. Questo oltre a richiedere spazio e costi aggiuntivi, limita l’azione eseguibile a poche operazioni semplici facilmente simulabili dal vivo. Contesti troppo complessi non possono essere rappresentati poiché non si hanno ancora le strutture necessarie flessibili quanto basta. O meglio non si avevano fino a poco tempo fa. Notizia, o meglio, invenzione recente di un gruppo formato da Swiss Federal institute of Technology, MIT e Mitsubishi Electric Research Laboratories, è proprio quella di un nuovo sistema di motion capture flessibile, che non richiede attrezzature o spazi eccessivi. Il sistema è ancora in fase di sperimentazione, tuttavia i prototipi rilasciati hanno già dimostrato di poter inaugurare una nuova era per questa affascinante tecnologia. Per abbattere il costo si è lavorato soprattutto sugli elementi di base, ovvero sullo studio apposito e le telecamere specializzate. Sono state, infatti, sostituite entrambe grazie a particolari sensori dotati di giroscopi ed accelerometri, in grado di fornire autonomamente i dati relativi a coordinate spaziali ed angolari, oltre che velocità di spostamento. Per catturare questi dati, ogni sensore è dotato di un emettitore di ultrasuoni necessario per captare la distanza dei sensori dal resto del corpo. I suoni sono catturati da un particolare microfono posto vicino al plesso solare ed il tutto è gestito in tempo reale da un sistema portatile applicato a mò di zaino dietro la schiena. Riassumendo : diminuisce il numero di sensori (posti soltanto sugli arti), i dati relativi ad angolazione, velocità di movimento sono dati dagli stessi sensori quindi non c'è necessità di ulteriori elementi esterni come le telecamere, ed infine la precisione nella realizzazione dello scheletro digitale risulta più accurata rispetto al passato, grazie alla distanza percepita dai sensori tramite ultrasuoni. Con questo sistema i costi maggiori relativi all’applicazione del motion capture sono stati abbattuti come pure il range di applicabilità. Essendo un dispositivo portatile ed autonomo, lo si potrà utilizzare in tutte le situazioni immaginabili, anche quelle più complesse. Il futuro del motion capture è fortemente legato alla diffusione di questa ed altre tecnologie simili.