◎ ความท้าทาย：

หลีกเลี่ยงปัญหาการบังกล้อง (blocking) ที่เสียเวลาและค่าใช้จ่ายสูง ซึ่งเป็นปัญหาทั่วไปที่รบกวนการถ่ายทำภาพยนตร์, รายการโทรทัศน์ และเกม

◎ วิธีแก้ปัญหา：

Artec Ray II, Artec Studio, TVA (Tracklab Volume App)

◎ ผลลัพธ์：

Tracklab (แผนกติดตามการเคลื่อนไหว 3 มิติของ Freedspace) ได้คิดค้นวิธีการใหม่ที่ช่วยให้ระบบจับการเคลื่อนไหวชั้นนำของอุตสาหกรรม (จาก OptiTrack) สามารถมองเห็นและวางแผนล่วงหน้าได้ ทำให้การถ่ายทำดำเนินไปอย่างราบรื่นโดยไม่หยุดชะงัก

◎ ทำไมต้อง Artec 3D ?：

Artec Ray II สามารถบันทึกภาพเคลื่อนไหวได้ภายในไม่กี่นาที ในขณะที่ Artec Leo และ Spider II เหมาะสำหรับการแปลงวัตถุประกอบฉากให้เป็นดิจิทัลและสร้างโมเดลตัวละครที่สามารถจัดวางในโลกเสมือนจริงได้ ส่วนการปรับแต่งกล้องอย่างชาญฉลาดนั้นเกิดขึ้นในแอปพลิเคชัน Tracklab Volume App (TVA) ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์ที่จำลองสภาพแวดล้อม 3 มิติที่ซับซ้อนเพื่อระบุการตั้งค่าที่ดีที่สุด

กล้อง Artec Ray II ในการตั้งค่าแบบง่าย ๆ สำหรับบันทึกการเคลื่อนไหวในพื้นที่ขนาดใหญ่

ก่อนที่เราจะเจาะลึกเข้าไปในขั้นตอนการทำงานใหม่นี้ เรามาทำความเข้าใจบางประเด็นให้ชัดเจนก่อน คำว่า “ห้องบันทึกการเคลื่อนไหว” หมายถึงอะไร? โดยพื้นฐานแล้วมันคือห้องที่เต็มไปด้วยกล้องซึ่งติดตามการเคลื่อนไหวของเครื่องหมายที่ติดอยู่กับคนหรือวัตถุ (คุณอาจเคยเห็นในคลิป “เบื้องหลัง” ของรายการทีวีหรือภาพยนตร์มาบ้างแล้ว)

บริษัท OptiTrack ผู้นำในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีการจับภาพการเคลื่อนไหว จำหน่ายกล้องติดตามการเคลื่อนไหวแบบออปติคอลขั้นสูงที่มีชื่อเสียงในด้านความแม่นยำสูงและเวลาแฝงต่ำ พร้อมด้วยระบบซอฟต์แวร์ที่แข็งแกร่ง เทคโนโลยีของบริษัทถูกนำไปใช้ในด้านชีวกลศาสตร์, การวิจัยทางการแพทย์ และการสร้างฉากการผลิตเสมือนจริงที่ช่วยให้ผู้กำกับสามารถผสานการแสดงสดเข้ากับเอฟเฟกต์ภาพที่สมจริงโดยใช้จอ LED ขนาดใหญ่ – ลองนึกถึงฉากต่อสู้ของซูเปอร์ฮีโร่ในภาพยนตร์มาร์เวล!

ความก้าวหน้าในด้าน CGI และ VFX ได้เปลี่ยนแปลงวงการภาพยนตร์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่การจัดตั้งสตูดิโอจับภาพเคลื่อนไหวไม่ใช่เรื่องง่าย คุณต้องแน่ใจว่ามีกล้องเพียงพอที่จะมองเห็นเครื่องหมาย แม้ว่าจะมีฉากและอุปกรณ์ประกอบฉากกีดขวางอยู่ก็ตาม ปัจจุบัน การจัดตั้งสตูดิโอจับภาพเคลื่อนไหวต้องอาศัยประสบการณ์ของช่างเทคนิคเป็นอย่างมาก การจัดวางสตูดิโอจับภาพเคลื่อนไหวไม่ถูกต้องจะนำไปสู่การบดบังของกล้อง ทำให้ไม่สามารถติดตามภาพเคลื่อนไหวได้ และจำเป็นต้องหยุดการถ่ายทำเพื่อปรับตำแหน่งกล้อง

เมื่อพิจารณาถึงต้นทุนและเวลาที่เสียไปจากการที่นักแสดงต้องรอในขณะที่ทีมงานพยายามปรับฉากแล้ว จะเห็นได้ชัดว่าการรับประกันผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้นั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง นอกจากนี้ การสามารถมองเห็นและสื่อสารผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมหรือเวทีที่มีต่อการติดตามได้อย่างง่ายดายก็เป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน

ด้วยเหตุนี้ Tracklab ซึ่งเป็นแผนกติดตามของ Freedspace ตัวแทนจำหน่ายที่ได้รับการรับรองระดับ Gold ของ Artec จึงได้พัฒนา TVA ขึ้นมา เพื่อลดความซับซ้อนในการวางแผนปริมาณงาน ทำให้ไม่ขึ้นอยู่กับประสบการณ์ของผู้ใช้ และใช้เวลาในการถ่ายทำให้เกิดประโยชน์สูงสุด ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการครอบคลุมการติดตาม

การผสานรวมการสแกน 3 มิติและการติดตามการเคลื่อนไหว

Freedspace มีความพร้อมเป็นพิเศษที่จะทำให้ TVA ประสบความสำเร็จ บริษัทมีสามแผนก ได้แก่ Thinglab สำหรับการพิมพ์ 3 มิติ, Scanlab ซึ่งจำหน่ายและให้บริการเกี่ยวกับเครื่องสแกน 3 มิติ Artec และ Tracklab ซึ่งเป็นธุรกิจเฉพาะด้านโซลูชันการจับภาพการเคลื่อนไหว

Richard Burt ผู้อำนวยการฝ่ายติดตามสามมิติของ Freedspace กล่าวว่า มีโอกาสในการ “ผสมผสาน” ระหว่างเทคโนโลยีเหล่านี้ ตัวอย่างล่าสุดคือการใช้เครื่องสแกน LiDAR ระยะไกล Artec Ray II เพื่อแปลงพื้นที่จับภาพการเคลื่อนไหวให้เป็นดิจิทัลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพใน TVA

การปรับแต่งแท่นจับภาพเคลื่อนไหวใน TVA นั้นทำได้ง่าย ไม่ว่าจะใช้การสแกน 3 มิติหรือไม่ก็ตาม แต่การนำเข้าไฟล์สแกน 3 มิติของแท่นจับภาพเคลื่อนไหวจะช่วยยกระดับการติดตามให้ดียิ่งขึ้นไปอีกขั้น

การแปลงพื้นที่จับภาพการเคลื่อนไหวให้เป็นดิจิทัลด้วย Ray II นั้นทำได้ง่าย อุปกรณ์สามารถติดตั้งบนขาตั้งกล้องและเคลื่อนย้ายไปยังตำแหน่งต่าง ๆ รอบห้องได้ “แม้ว่า Ray II จะมีประสิทธิภาพมากพอที่จะจับภาพปริมาตรทั้งหมดได้ในการสแกนเพียงครั้งเดียว แต่การจับภาพจากหลายตำแหน่งจะช่วยให้ได้ความหนาแน่นของข้อมูลสูงสุดทั่วทั้งสภาพแวดล้อม” Richard อธิบาย

อย่างไรก็ตาม การรับประกันความแม่นยำสูงก็เป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน และระบบ Visual Inertial System (VIS) ในตัวจะทำการจัดเรียงข้อมูลสแกนล่วงหน้าเพื่อการประมวลผลภายหลังที่ราบรื่น จากนั้น Artec Studio ซอฟต์แวร์จับภาพและประมวลผลข้อมูลสแกนระดับมืออาชีพของ Artec 3D จะทำการรวมข้อมูล, จัดระเบียบ และส่งออกข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว

ประมวลผลข้อมูลการสแกน 3 มิติของ mocap room ใน Artec Studio

“เครื่อง Ray II ทำงานได้ดีเยี่ยมในการเก็บข้อมูลสี ไม่ใช่แค่รูปทรงเรขาคณิตเท่านั้น” Richard กล่าว “และยังมีหลายวิธีในการเก็บข้อมูลพื้นผิวสี ซึ่งช่วยให้เราสามารถนำแบบจำลองสีที่สมจริงมาใช้ใน TVA ได้ ทำให้คุณภาพเอกสารโครงการดีขึ้น และทำให้ผู้อื่นเข้าใจสิ่งที่กำลังนำเสนอได้ง่ายขึ้น”

เขากล่าวเสริมว่า “เราอาจขยายการใช้งานการสแกน 3 มิติเหล่านี้ให้กว้างขึ้นไปอีกได้ โดยการผสานรวมการสแกนบุคคลหรืออุปกรณ์ประกอบฉากที่มีความละเอียดสูงที่บันทึกด้วย Artec Leo หรือ Artec Spider II ได้อย่างราบรื่น นอกจากนี้ การสแกนสินทรัพย์ทางกายภาพขนาดใหญ่ เช่น ยานพาหนะที่ใช้ในการผลิต ช่วยให้เราเห็นภาพปริมาตรการติดตามล่วงหน้าได้อย่างสมบูรณ์ ทำให้ไม่ต้องคาดเดาในการตั้งค่าอีกต่อไป”

การเพิ่มประสิทธิภาพเวที Mocap ใน TVA

เมื่อประมวลผลข้อมูลการสแกน 3 มิติใน Artec Studio แล้ว จะถูกนำเข้าสู่ TVA เพื่อวางแผนและวิเคราะห์ ซอฟต์แวร์ของ Freedspace มีเครื่องมือทั้งหมดที่จำเป็นในการประเมินการติดตามสำหรับขนาดของมาร์กเกอร์แต่ละขนาดและมาร์กเกอร์ OptiTrack ประเภทต่าง ๆ ภายใน TVA สามารถเปิด/ปิดตำแหน่งแต่ละตำแหน่งได้ ดังนั้นจึงสามารถทดสอบเค้าโครงต่าง ๆ ในโลกเสมือนจริงก่อนการถ่ายทำภาพยนตร์ได้

ใน TVA มีเครื่องมือปรับแต่งกล้องและเล็งเป้าหมายเฉพาะบุคคลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพด้านปริมาตร

สิ่งสำคัญที่ควรคำนึงถึงคือ การได้ข้อมูลคุณภาพสูงนั้นขึ้นอยู่กับการตั้งค่ากล้องเป็นอย่างมาก หากวางกล้องไม่ถูกต้อง จะทำให้เกิด “จุดบอด” ที่การเคลื่อนไหวไม่ถูกบันทึก และบุคคลจะถูกบดบังจากมุมมอง ดังที่ Richard อธิบาย ปัญหาเหล่านี้อาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อภาพรวมของฉาก เนื่องจากตำแหน่งที่เหมาะสมช่วยให้การติดตามราบรื่น และการคำนวณปริมาตรช่วยเพิ่มความสามารถในการคาดการณ์

“ตัวอย่างเช่น หากเรากำลังจัดฉากในสภาพแวดล้อมถ้ำที่มีหินรูปร่างแปลกตาขวางมุมมองของกล้อง การสแกนวัตถุเหล่านั้นจะช่วยให้เรารู้ขนาดและตำแหน่งที่แน่นอนของพวกมัน” Richard กล่าว “การวางพวกมันอย่างแม่นยำภายในปริมาตรเสมือนจริงจะช่วยลดความไม่แน่นอนในการผลิตเสมือนจริง หรือเมื่อนักแสดงเคลื่อนไหวแบบไดนามิก เช่น การกระโดดจากโครงสร้างที่สูง การเข้าใจความสูงของฉากจะช่วยให้คาดการณ์ได้อย่างแม่นยำว่าควรวางกล้องไว้ที่ใด”

ท้ายที่สุดแล้ว การใช้ข้อมูลจาก Ray II และแผนที่ความร้อนแบบสามมิติของ TVA ทำให้สามารถตรวจสอบได้ว่ากล้องถูกจัดวางอย่างเหมาะสมหรือไม่ โดยสีเขียวแสดงถึงการครอบคลุมที่ดี และสีแดงแสดงถึงสิ่งที่ตรงกันข้าม แน่นอนว่าซอฟต์แวร์นี้มีทุกอย่างที่จำเป็นสำหรับการสร้าง “virtual sets” ตั้งแต่เริ่มต้น แต่การนำเข้าไฟล์การปรับเทียบโดยตรงจากซอฟต์แวร์ Motive ของ OptiTrack จะให้ความมั่นใจอย่างแน่นอนกับการตั้งค่าปัจจุบันของคุณ อันที่จริง การปรับเทียบอย่างต่อเนื่องและอัลกอริทึมการติดตามที่แข็งแกร่งของ Motive ทำงานร่วมกับ TVA ได้อย่างราบรื่นเพื่อให้มั่นใจได้ว่าการเก็บข้อมูลจะไม่หยุดชะงัก

เครื่องมือ Volume Heatmap ใน TVA ช่วยให้เข้าใจขอบเขตการครอบคลุมของกล้อง OptiTrack ในพื้นที่ได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น

ขยายไปสู่พื้นที่การติดตามอื่น ๆ

Richard มองเห็นศักยภาพมหาศาลของการผสมผสานระหว่างการสแกน 3 มิติและการปรับแต่ง TVA ไม่เพียงแต่ในด้าน CGI และ VFX แบบดั้งเดิมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพื้นที่การผลิตที่กว้างขึ้นด้วย ตัวอย่างเช่น เมื่อถ่ายทำฉากต่อสู้ในวิดีโอเกม การรู้ขนาดและตำแหน่งของอุปกรณ์ประกอบฉาก เช่น โต๊ะ ที่อาจขัดขวางการเคลื่อนไหวของตัวละครนั้นมีความสำคัญมาก Leo หรือ Spider II จะเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการบันทึกภาพเหล่านี้

เช่นเดียวกันกับหุ่นยนต์ ดังที่ Richard อธิบายไว้ สภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมและพื้นโรงงานมีความเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา และมักเต็มไปด้วยพาเลท, ตู้คอนเทนเนอร์ และอุปกรณ์จัดวางที่เคลื่อนที่ การจำลองสภาพแวดล้อมเหล่านี้ด้วย TVA ช่วยให้ผู้ใช้สามารถปรับตำแหน่งกล้องให้เหมาะสม ทำให้มั่นใจได้ว่าหุ่นยนต์จะเคลื่อนที่ได้อย่างไม่มีสิ่งกีดขวางและมีความเสี่ยงต่อการถูกบดบังต่ำ

Richard สรุปว่า “ผมคาดการณ์ว่าลูกค้าจำนวนมากที่ใช้เครื่องสแกน 3 มิติของ Artec จะได้รับประโยชน์จากการผสานรวม TVA กับระบบ OptiTrack และในทางกลับกัน ผู้ใช้งานของเราครอบคลุมตั้งแต่การพัฒนาเกม การผลิตเสมือนจริง และแอนิเมชัน ไปจนถึงอวกาศ, การผลิตขั้นสูง, หุ่นยนต์ และอื่น ๆ อีกมากมาย สำหรับธุรกิจใด ๆ ที่ต้องการแปลงข้อมูลการจับภาพเคลื่อนไหวให้เป็นดิจิทัลและเพิ่มประสิทธิภาพ TVA จะทำให้เป็นไปได้”