L'essència de la captura del moviment, coneguda com a MoCap, recau en què és una tècnica que permet gravar accions d'actors, animals o objectes reals per usar-les després i animar personatges virtuals. És tècnica que és usada principalment al cinema o videojocs i la ciència.
L'actor protagonista portar un vestit amb petits marcadors denominats LED. Cadascun d'aquests punts segueix al cos d'una manera exacta i mosta com es mou. Hi ha moltes tècniques per seguir aquest procediment. La tècnica és comparable a la rotoscòpia perquè també grava o còpia el moviment de l'actor però amb la diferència que és de frame a frame.
Quan hi ha un moviment de càmera i l'escenari és mou, per no perdre la referència (que normalment el fons sol ser verd o blau per poder fer un croma) s'agafa un objecte o element del set com a punt referent, on es relaciona el set del croma i el set creat, aquest procés s'anomena motion tracking.
La captura de moviment o el MoCap té moltes aplicacions. Per una banda tenim els vídeo jocs que la usen per fer l'animació d'atletes, arts marcials i altres tipus d'elements animats.
Moltes vegades trobem que molts films usen la captura de moviment per a crear efectes on moltes voltes reemplaça l'animació tradicional i els ordenadors creen criatures tal com Jar Jar Binks, Gollum, La Mòmia (The Mummy), i King Kong.
Simbad: La llegenda dels Set Mars (Sinbad: Beyond the Veil of Mist) va ser un dels primers films fets principalment amb la captura de moviment tot i que també van treballar molts animadors. Al 2006 l'Academy Award va guanyar l'Happy Feet on gran par va estar fet per la captura de moviment, però en canvi, films com Cars o Ratatouille no han usat MoCap.
La captura de moviment va ser molt important ja que ha estat essencialment important per a films on es vol simular o apropar-se a la visió realista, al foto realisme. Podem vore a en Tom Hanks al film El Polar Express. El 2007, l'adaptació de la saga Beowulf, l'animació digital té caracteritzacions les quals són idèntiques als actors reals i on també posen les veus, com Angelina Jolie.
Un dels altres usos important de la captura de moviment és a la medicina clínica, en la forma d'analitzar, ja que permet als especialistes valorar el moviment dels humans, així els pacients no han de carregar amb el rastreig dels aparells. Això permet als pacients moure's de forma lliure dins d'una determinada àrea, usant càmeres que segueixen el mapa de la silueta de la persona i s'aconsegueix de 3 a 24 perspectives d'un model de persona, on tota la informació que aconsegueix s'informatitza i s'emmagatzema, perquè així el sistema elimina les marques. Pacients, físics i analistes podrien col·leccionar dades quantificables en temps real sense molestar als pacients, tot i que ells tendeixen a tenir resolucions mil·limètriques de tots les marques basat en sistemes de marcadors.
El Motion Capture va començar com a eina analítica de fotografia gràfica en la reserva biomecànica entre els anys 1970 i 1980, i després es va expandir a la educació, formació, esports i recentment a la animació digital del cinema i als vídeo jocs com a tecnologia ja madura. Un actor té molts punts de marcatge a prop de cadascuna de les articulacions per identificar el moviment de les posicions o angles entre els punts. Punts reflectants, magnètics, leds són tractats òpticament almenys dues vegades de la taxa del moviment desitjada, a sots mil·limètriques posicions.
Sistemes òptics:
Els sistemes òptics utilitzen dades capturades dels sensors d'imatge en 3D per triangular la posició d'un objecte entre una o més càmeres calibrades per preveure projeccions superposades. L'adquisició de dades és implementat de forma especial els punts (markers) a l'actor. Tot i així, cada vegada hi ha sistemes que podran generar informació exacta per seguir les característiques de la superfície identificada dinàmicament per cada tema en particular. Seguint un llarg nombre d'artistes o expandint l'àrea de captura és aconseguida per la suma de moltes càmeres. Aquests sistemes produeixen dades amb 3 graus de llibertat per a cada marca, i la informació rotatòria ha de ser deduïda per a una rotació relativa de tres o més marques; per exemple marques de l'espatlla, el colze i el canell provenen de l'angle del colze.
Hi ha diferents sistemes òptics però aquí farem un petit resum de cadascun d'ells:
Marques passives: el sistema usa marques cobertes amb material retroreflectiu per reflectir la llum que és generada a prop de la lent de la càmera. El llindar de la càmera pot ser ajustada de manera que només els marcadors reflectants es mostren ignorant la pell i els teixits.
Marques actives: el sistema òptic actiu posicionat triangularment per il·luminar un LED a la vegada o múltiples LEDs amb el software per identificar-los per les seues posicions relatives, tan similar a la navegació astronòmica. En lloc de reflectir la llum de nou que es genera externament, els marcadors en sí mateix són engegats per emetre la seua pròpia llum. Des de llei del quadrat invers dóna _ de potencia a dos temps de distància, així pot incrementar la distància i el volum de captura.
Marca activa per temps modulat: (Time modulated active marker): és un sistema que pot ser més refinat per una marca estroboscòpica en un moment, o seguint múltiples marques en el temps i modulant l'amplitud o l'amplada del pols que proporciona l'ID marca. 12 megapixels de resolució espacial de sistemes modulats mostren més moviments subtils que 4 megapixels de sistemes òptics per tenir ambos més resolució espaial i temporal. Directors poden vore als actors actuant a temps real, i veient els resultat de la captura de moviment fent la caracterització.
Marques Imperceptibles semi-passives: Es pot invertir l'enfocament tradicional basat en l'alta velocitat de les càmeres. Sistemes com el Prakash usen diversos projectors econòmics de d'alta velocitat. Especialment construir projectors de diversos LED IR codifica òpticament l'espai. El sistema usa marques fotosensibles etiquetades per desxifrar el senyal òptic. Agafant les etiquetes amb els foto sensors dels punts d'escena, les etiquetes poden processar no només les seues posicions de cada punts, sinó també les seues orientacions, il·luminació incident i reflectant.
Sense marca: Tècniques emergents i de recerca de visió processada estan desenvolupan de forma ràpida el "sense marca" (markerless) d'apropar a la captura de moviment. Els sistemes markerless tal com aquells desenvolupats per Stanford, MIT, i Max Planck Institute, els objectes no requereixen el desgast de les tècniques de seguiment. Ordinadors especials d'algoritmes són dissenyats per permetre al sistema analitzar múltiples fluxos d'entrada d'òptica i identificar les formes humanes, desglossant en components per al seguiment. Aplicacions d'aquesta tecnologia s'estén a la imaginació popular sobre el futur de la tecnologia informàtica.
També hi ha altres sistemes que no són òptics, com el sistema d'inèrcia, moviment mecànic, sistemes magnètics. El sistema d'inèrcia és una tecnologia de la captura de moviment basada en la miniaturització dels sensors, models biomecànics i algoritmes de fusió de sensors. Això és fàcil d'usar i barat per a la captura de moviment del tot el cos humà. La popularitat del sistema inèrcia és en augment entre els desenvolupadors de jocs independents, principalment a causa del ràpid i fàcil resultat en una retransmissió ràpida. Els de moviment mecànic directament segueixen els angles de les articulacions del cos i són sovint remesos al sistema de captura de moviment del exo-esquelet, degut a la forma en que els sensors estan connectat al cos. Un actor connecta l'estructura esquelètica al seu cos i l'estructura és mou com ell ho fa. La captura de moviment mecànic és a temps real, relativament barat, lliure d'oclusió, són sistemes inal·làmbrics que tenen il·limitada la captura de moviment. Per una altra banda tenim els sistemes magnètics que calculen la posició i orientació per a un flux magnètic relatiu de 3 bobines ortogonals amb un transmissor i receptor cadascuna d'elles. La intensitat relativa del voltatge o el corrent de les tres bobines permet que aquests sistemes calculin l'àmbit i orientació de tots per a després mapejar meticulosament el volum del seguiment.
Altres tècniques:
Captura de moviment facial: la majoria de proveïdors de maquinari de captura de moviment per proporcionar algun tipus de resolució baixa facial usen en qualsevol lloc de 32 a 300 marques amb qualsevol sistema de marca, ja sigui actiu o passiu. Totes aquestes solucions són molt lentes, a causa de la seua preparació i la tecnologia també ha limitat les qualitats de sortida del producte. Captura de moviment facial d'alta fidelitat, conegut també com a captura de la representació, és la següent generació de fidelitat i ha utilitzat per gravar moviments complexos del rostre humà per a captar un grau major d'emoció.
També hi ha una altra tècnica anomenada Posició RF (RF Positioning). El sistemes de posició per ràdio freqüència són cada vegada més viables, com a més alta freqüència dels aparells RF permetrà una millor posició, més que les antigues tecnologies de RF. Aquest tipus de tecnologies van molt bé per treballar amb objectes de gran volum amb una exactitud considerable , ja que és requereix 100m de distància que probablement no és el més alt.
Un estudi dels Països Baixos usa una plataforma de moviment de 6DOF (Graus de llibertat) amb una una roda omnidireccional integrada amb captura de moviment d'alta resolució per aconseguir el mateix efecte. La persona capturada pot caminar per una àrea il·limitada, amb terrenys desiguals. Les aplicacions inclou la rehabilitació mèdica per a un entrenament equilibrat, recerca biomecànica i realitat virtual.