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コンテンツ制作モーションキャプチャーシステム

CGアニメーション、放送

MAC3D Systemは、ゲーム・CG・放送・バーチャルスタジオ・バーチャルリアリティ・イベントライブなどのエンターテインメントの分野でも、欧米を中心に非常に幅広いシーンで活躍しています。MAC3D Systemが持つ、テンプレートによる強力なマーカー認識とCalciumソルバーによる最適化スケルトン計算エンジンにより、非常に安定した(形状や姿勢が崩れない)リアルタイムCGアニメーションを提供します。プリビズやライブプロダクションに最適なソリューションです。

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  • CGアニメーション

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    CGアニメーションキャプチャーの例
    CGアニメーションキャプチャーの例
    3DCGキャラクターに実際の人間のようなリアルな動きを素早く適用するために、モーションキャプチャーシステムを利用した制作ワークフローが確立され、現在も世界中で進化を続けています。MAC3D Systemを利用すれば、複数人で正確にマーカーをトラッキングし、またキャプチャー時にスケルトンまで生成するので、データ収集後 のポストプロセスの手間と時間を大幅に削減することができます。

    計測装置 MAC3D System
    取得データ マーカー三次元位置(TRC)、6自由度スケルトンデータ(HTR)、AVIビデオ、データグローブ、各種センサーデータ
    マーカーセット アニメーション、Prop、カスタム
    データ送出 TCP/IPによるリアルタイムストリーミング、オフライン
    連携ソフトウェア Autodesk Maya/MotionBuilder、Unreal Engine 4など
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  • モーションキャプチャーという言葉から、どんなものを想像するでしょうか。おそらく多くの人が、CGアニメーションに使われていることを知っているでしょう。MAC3D Systemはこれまで数多くのCGアニメーション作品で活用され、今も世界中で使用されています。従来のような、モーションデータを取って後でCGキャラクターに適用するだけでなく、今ではプリビズやライブプロダクションでも使用され、コンテンツ制作ワークフローにおける時間と費用の削減に大きく貢献しています。

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  • MAC3D Systemが安定したリアルタイムアニメーションを実現できる4つの理由
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  • 【理由1】テンプレートによる正確なマーカー認識
    1つのサブジェクトに対するマーカー群(マーカーセット)をテンプレート化して保存しています。テンプレートの実体は各マーカー間を結ぶリンクの伸び縮みですが、これを全てのリンクで保存することにより、全体としてサブジェクト毎に異なる組合せとなるため、つまりそれがそのサブジェクトの体格や動きの「個性」を保存することになります。また、様々な動きを記録してテンプレートに追加していくことで、より個性的な動きとして保存することができます。

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  • マーカー間を結ぶリンク
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  • 全てのリンクの伸縮データの組合せは動きの「個性」
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  • テンプレートを成長させてあらゆる動きにラベリング
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  • 【理由2】Group Rectifyによる正確かつ継続的なマーカートラッキング
    モーションキャプチャーシステムは動きを記録するので、正確なマーカー認識を継続的に行われなければなりません。Cortex Ver. 4.1より搭載されたGroup Rectifyは、Motion Analysis社がこれ までに培ってきたノウハウを盛り込んだ新しいアルゴリズムにより、パフォーマー同士が抱き合ったり、ハイタッチをするような動きであってもマーカーが入れ替ることなく、正確にをトラッキングし続けます。
    Group Rectifyに関してはこちらもあわせてご覧ください。

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  • 【理由3】Calciumソルバーによる最適なスケルトン変換
    MAC3Dの制御ソフトCortex内で、マーカーデータをスケルトンに変換します。ユーザーがCGキャラクターに合わせて、セグメントを駆動するマーカーの指定やセグメントの自由度の設定ができます。
    Global Optimization アルゴリズムにより、一部のマーカーが隠れるなどのエラーがあっても全体の形状や姿勢が崩れないように最適解を求めます。キャプチャーシステム側でスケルトンデータになってい るので、モーションをCGキャラクターにダイレクトにリターゲットできます。これは非常に強力で、MAC3D Systemの安定したリアルタイム性能を支えるツールと言えます。

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  • スケルトンを駆動させるマーカーの指定画面
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  • スケルトンをダイレクトにCGキャラクタに適用
    スケルトンをダイレクトにCGキャラクタに適用
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  • 【理由4】SONICでスケルトン計算の負荷分散
    制御ソフトCortex内でスケルトン計算ができるのはいいのですが、複数人同時キャプチャーとなると制御PCに負荷が掛かり、本来やるべきマーカートラッキングにも悪影響が出てしまいます。そこで、Cortexにはマーカートラッキングに集中させ、スケルトン計算は同じネットワーク上の別パソコンに処理させる仕組みを実現するのがSONIC(Solver Over Network Interface Card)です。SONIC Viewerソフトウェアを使えば、SONICの処理の設定をGUIで行ったり、実際のCGアニメーションを表示させたりすることができます。

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  • SONIC Viewerのデータパイプライン
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  • SONIC Viewer 画面
    SONIC Viewer 画面
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  • システム構成
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  • カメラ
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  • Raptor-12HS(ラプター12エイチエス)
    Raptor-12HS(ラプター12エイチエス)
    解像度 4,096×3,072pixel
    (1,250万画素)
    最大フレームレート 300fps(フル解像度)
    900fps(部分スキャン)
    ズームレンズ 18~55mm
    その他 屋外対応

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  • Raptor-4(ラプター4)
    Raptor-4(ラプター4)
    解像度 2,352×1,728pixel
    (400万画素)
    最大フレームレート 200fps(フル解像度)
    10,000fps(部分スキャン)
    ズームレンズ 18~55mm
    その他 屋外対応

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  • ソフトウェア
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  • Cortex
    MAC3D制御ソフトウェアCortex
    MAC3D制御ソフトウェアCortex
    ・カメラ制御
    ・空間キャリブレーション
    ・マーカートラッキング
    ・スケルトン作成・編集
    ・リアルタイムデータストリーミング
    ・ポストプロセス(ノイズ除去、ギャップ補間、フィルタリング)

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  • Calcium Solver
    Cortex GUIでCalciumの設定・編集が可能
    Cortex GUIでCalciumの設定・編集が可能
    ・スケルトンソルビング
    ・セグメントの生成・編集
    ・Global Optimizationアルゴリズム
    ・マーカーへのアタッチメント
    ・マーカーとセグメント間の重み設定
    ・セグメント毎の自由度設定
    ・Cortex組込み

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  • SONIC Viewer
    SONIC ViewerのGUI
    SONIC ViewerのGUI
    ・スケルトン計算の分散処理(SONIC)設定
    ・SONICサーバー機能
    ・アニメーション表示
    ・Colladaデータによる高解像スキン表示

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  • Talon Plug-in
    ・サードパーティソフトウェアへのリアルタイムデータストリーミングプラグイン
    ・マーカーデータ(TRC)/スケルトンデータ(HTR)
    ・フィルタリング機能
    ・スケーリング機能
    ・フレームリダクション機能

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  • Animation Plug-in
    ・サードパーティソフトウェアへのモーションデータI/Oプラグイン
    ・マーカーデータ(TRC)/スケルトンデータ(HTR)

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  • オプション
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  • EMR Plug-in
    EMR Plug-inの動作画面
    EMR Plug-inの動作画面
    当社製の視線計測装置アイマークレコーダ―EMR-9との同時計測を可能とするプラグイン。
    フルボディのモーションデータと同期して、視線の三次元データを取得可能。

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  • ユーザ事例
    Motion Analysis Studio のデモリールです。
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  • 導入事例
    業種: 機械/ 電気/ レジャー/ 教育など
    対象: エンターテインメント/ ゲーム/ アミューズメントなど

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  • 放送

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    バーチャルスタジオの例
    バーチャルスタジオの例
    ビデオカメラにマーカーを付け、その動きをMAC3D Systemでトラッキングすることにより、ビデオカメラの位置・回転情報を取得することができます。このデータをバーチャルスタジオシステムにリアルタイムにストリーミングすることで、これまでのようなバーチャルクレーンやペデスタルなどを使用することなく、また場所を限定しないバーチャルスタジオを構築することが可能となります。
    MAC3D Systemは、放送業界でスタンダードとなっているBrainstormやVizrtとの親和性が高く、トラッキングデータをそれらに直接流し込むことができます。

    計測装置 MAC3D System
    取得データ マーカー三次元位置、6自由度スケルトンデータ、タイムコード、レンズエンコーダデータ
    マーカーセット Prop、カスタム
    データ送出 TCP/IPによるリアルタイムストリーミング
    連携ソフトウェア Brainstorm、Vizrt
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  • 放送局においても、欧米を中心にMAC3D Systemは活躍しています。スタジオのビデオカメラに反射マーカーを貼付け、モーションキャプチャーでトラッキングすることにより、スタジオカメラの位置と回転(6自由度)情報を取得することができます。この情報をバーチャルシステムにリアルタイムで送り込めば、バーチャルセットが構築できます。このことは、これまでのようにバーチャルクレーンやペデスタルなどの専用のメカニカル位置センサー設備を必要とせず、手持ちカメラのバーチャルカメラが実現可能ということを意味します。モーションキャプチャーシステムをセットアップできる場所であれば、通常の撮影スタジオはもちろん、ロケ地(屋外含む)でも バーチャル収録が実現します。

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  • カメラトラッカー(CamTrak)
    スタジオカメラに取り付けたマーカーリグの例
    スタジオカメラに取り付けたマーカーリグの例
    モーションキャプチャーシステムをバーチャルセットと統合するために、MAC3D Systemには「CamTrak」という専用のソフトウェ アがあります。
    CamTrakを使用すると、スタジオカメラに反射マーカーを貼り付 けることにより、そのマーカーの位置情報とスタジオカメラの映 像から、スタジオカメラのノーダルポイント、画角、レンズディストーションが算出できます。それらの情報をバーチャルソフトウェアの仮想カメラに適用すると、CGの世界とリアルの世界を一致させることができます。あとは、マーカー位置をモーションキャプチャーでトラッキングし、リアルタイムでデータをバーチャルソフトウェアに送り込めば、CGとリアル映像を連動させることが可能になります。
    また、MAC3D Systemでは、BBやタイムコードを取り込めるので、 スタジオ内の機器とMAC3D Systemとの同期収録が可能です。 MAC3D Systemは、メジャーなバーチャルシステムである、 Brainstorm、Vizrt いずれも対応しています。

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  • システム概要の例
    システム概要の例
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  • システム構成
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  • カメラ
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  • Raptor-4(ラプター4)
    Raptor-4(ラプター4)
    解像度 2,352×1,728pixel
    (400万画素)
    最大フレームレート 200fps(フル解像度)
    10,000fps(部分スキャン)
    ズームレンズ 18~55mm
    その他 屋外対応

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  • ソフトウェア
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  • Cortex
    MAC3D制御ソフトウェアCortex
    MAC3D制御ソフトウェアCortex
    ・カメラ制御
    ・空間キャリブレーション
    ・マーカートラッキング
    ・スケルトン作成・編集
    ・リアルタイムデータストリーミング
    ・ポストプロセス (ノイズ除去、ギャップ補間、フィルタリング)
    ・外部同期(BB)
    ・タイムコード同期

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  • CamTrak
    CamTrakによるスタジオカメラの トラッキングの例
    CamTrakによるスタジオカメラの トラッキングの例
    ・スタジオカメラのノーダルポイントを算出
    ・スタジオカメラの画角(FOV)を算出
    ・スタジオカメラのレンズティストーション補正
    ・スタジオカメラの6自由度トラッキング
    ・ジッターキャンセルフィルター
    ・レンズエンコーダー情報取得
    ・Cortex組み込み

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  • オプション
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  • Calcium Solver
    Cortex GUIでCalciumの設定・編集が可能
    Cortex GUIでCalciumの設定・編集が可能
    ・スケルトンソルビング
    ・セグメントの生成・編集
    ・Global Optimizationアルゴリズム
    ・マーカーへのアタッチメント
    ・マーカーとセグメント間の重み設定
    ・セグメント毎の自由度設定
    ・Cortex組込み

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  • ユーザ事例
    NAB2014でのCamTrakデモの舞台裏です。

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  • 3D&バーチャルリアリティ展2010でのCamTrakデモの様子です。

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  • 導入事例
    業種: メディア/ 広告/ 教育など
    対象: 放送局/ エンターテインメント/ ゲーム/ アミューズメントなど

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