• parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • >parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax
  • parallax

Технология трехмерного захвата движений тела как инструмент сохранения нематериального культурного наследия

Статья посвещена проблеме оцифровки и визуализация движений тела нематериального культурного наследия различных народов, выраженных в движении: танце, театре, боевых искусствах и т.д. Конвенция ЮНЕСКО в 2003 закрепила культурный статус нематериального культурного наследия. Сегодня остро стоит вопрос о сохранении исчезающего нематериального культурного наследия. В статье рассматриваются недостатки традиционных методов видео- и фото- фиксации и предлагаются маркерные и безмаркерные методы фиксации движений тела и их визуализация в 3D. По материалам доклада студии itmus на ХVI ВСЕРОССИЙСКОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА В МУЗЕЕ» 11-12 марта 2016 г., г. Москва


Пример распознавания движений ката карате при помощи датчика kinect

Cогласно формулировке, предложенной ЮНЕСКО в Конвенции по защите нематериального культурного наследия, принятой в 2003 г., «Нематериальное культурное наследие» означает обычаи, формы представления и выражения, знания и навыки, — а также связанные с ними инструменты, предметы, артефакты и культурные пространства, — признанные сообществами, группами и, в некоторых случаях, отдельными лицами в качестве части их культурного наследия. Такое нематериальное культурное наследие, передаваемое от поколения к поколению, постоянно воссоздается сообществами и группами в зависимости от окружающей их среды, их взаимодействия с природой и их истории и формирует у них чувство самобытности и преемственности, содействуя тем самым уважению культурного разнообразия и творчеству человека»[1]

Фактически, эта конвенция обозначила мировую культурную ценность таких проявлений человеческой жизнедеятельности, как обычаи, обряды, народные праздники, карнавалы, устная традиция, танцы, театр, пение и пр.

юнеско

В 2011 этот список пополнился новым видом ‑ боевыми искусствами. Оно представлено древнейшим корейским боевым искусством тхэккён, Сцены боев тхэккён, изображенные на стенах гробниц Когурё, прослеживают происхождение этого вида спорта до периода Трёх государств (III-VII). Всего в этот список входит 281 признанных ЮНЕСКО объектов нематериального культурного наследия, созданные в 158 странах-участницах.

Музееведы выделяет 3 категории нематериального культурного наследия: выраженные в физической форме аспекты культуры и традиции определённого человеческого сообщества (обряды, особенности быта, фольклор и др.); формы выражения, не заключённые в физическую форму (язык, песни, устное народное творчество); символические и метафорические значения объектов, составляющих материальное культурное наследие. В рамках этой статьи нас, в первую очередь, интересует первая категория ‑ нематериальное культурное наследие, выраженное в физической форме. Обобщая всё вышеизложенное, можем дать утвердительный ответ на вопрос “Обладает ли культурной ценностью последовательность физических движений, укоренённая в традициях различных народов мира и имеющая символическое или ритуальное значение?”.

Широкий пласт нематериального культурного наследия, генерированный поколениями на протяжении многих веков, сегодня находится на грани исчезновения и нуждается в срочной защите из-за глобализации и урбанизации, а также потери культурной идентичности и вымиранию малых народов.

Конечно, нематериальные культурные ценности, завоевавшие широкую популярность ещё далеки от этого, ‑ в современном мире широко известны такие виды как аргентинское танго, бразильский танец-боевое искусство капоэйра, испанский танец фламенко, японский театр Кабуки. Однако существует обширный пласт нематериального культурного наследия, малоизвестный современному человеку, ‑  например устный якутский героический эпос “Олонхо” (представляющий Россию в списке ЮНЕСКО), которому угрожает исчезновение. И передовые современные технологии могут помочь нам в сохранении культурного разнообразия человечества.

Отличительной особенностью нематериального культурного наследия является то, что оно может быть записано, но его нельзя потрогать или хранить в музее. Поэтому особое значение имеют инструменты его фиксации и воспроизведения. Существуют традиционные инструменты фиксации нематериального культурного наследия, выраженного в физической форме: текстовые и звуковые описания, репродукции и фотографии, видео съёмка. Все они обладают рядом тех или иных преимуществ и недостатков.

Но, наверное, наиболее ощутимый минус изображений и видео ‑ двухмерность, заданный градус точки наблюдения, в случае видео ‑ невозможность полноценного масштабирования, отсутствие сравнительной системы координат, сложность в изучении и реконструкции изображенного процесса.

Революция в сфере кинопроизводства, позволившая снимать многомиллионные фильмы фактически на зелёном фоне в павильоне, фиксируя движения актёров и позволяя позже накладывать на записанную скелетную и мимическую анимацию любой “аватар” и моделировать любое интерактивное окружение, открывает широкие горизонты для постепенного проникновения этих технологий в остальные сферы человеческой жизнедеятельности. Вполне очевидно, что одной из таких областей станет сфера изучения искусства, в связи с четко вырисовывающейся тенденции ко внедрению современных технологий в музейное дело. Внедрение этих инструментов позволит повысить степень достоверности и объективности в процесс фиксации физически выраженного нематериального культурного наследия, а также значительно упростит процесс изучения и реконструкции зафиксированного материала.

захват движений

Преимущества использования захвата движения для оцифровки физически выраженного нематериального культурного наследия впечатляют. Стоит подробнее рассказать об основных преимуществах и упомянуть также об определенных недостатках. Для этого можно рассмотреть в качестве примера такой вид нематериального культурного наследия, как боевые искусства. Сейчас передача знаний происходит в основном в специально отведённых местах, тренировочных залах, где мастер показывает определённую связку движений, а ученик старается их воспроизвести, задействовав те или иные сегменты тела. Также можно изучать боевые искусства по книгам, репродукциям и фильмам. Благодаря технологии захвата движения при помощи специального оборудования становится возможным получить координаты тела мастера в трёх плоскостях x, y, z, отразив расположение сегментов тела в трёхмерном пространстве. Отслеживание перемещений частей тела осуществляется двумя способами, которые можно условно разделить на два вида - маркерную и безмаркерную фиксацию определённых точек тела. Для получения естественной живой анимации требуется не менее 12 основных точек фиксации, совпадающих с местами расположения суставов в физическом теле человека.

Маркерная технология Motion capture была разработана компанией Digital District в 2004 году и широко применяется в игровой и кино-индустрии. На тело человека наносятся специальные маркеры, отвечающих за отслеживание перемещения сегментов тела в пространстве и времени. Если необходимо зафиксировать мимику актёра (это может быть актуально для театра, драмы и пр.) дополнительно наносятся мимические маркеры. Среди недостатков этого устройства ‑ относительно высокая стоимость оборудования, высокие затраты на обработку и визуализацию полученных данных.

Безмаркерная технология использует инновационные алгоритмы определения человеческого тела и автоматического распознания расположения основных суставов человеческого тела.

Существует безмаркерная технология Motion capture, однако хотелось бы сделать основной акцент на захвате движения при помощи оборудования Kinect из-за практической доступности, простоте и удобстве этого устройства. Это изначально игровое устройство, которое было представлено компанией Microsoft в 2010 году, является реализации концепции “естественного интерфейса”, подразумевающего собой, что в скором времени между человеком и компьютером не должно оставаться никаких опосредованных устройств типа клавиатуры и мыши, а все команды управления можно будет отдавать жестами рук, мимикой, телодвижениями и голосовыми командами. Компания Microsoft представила поистине революционное устройство и алгоритм распознания человеческого тела и захвата движения. Возможности этого устройства позволяют не только записывать скелетную анимацию, но и на ходу создавать трёхмерную модель внешнего облика человека. Само устройство размещается в небольшом прямоугольном корпусе, оснащённом двумя датчиками, ‑ 3D сенсором, определяющим глубину объекта в пространстве, и RGB камерой. 3D сенсор состоит из IR Emitter – инфракрасного излучателя, излучающего лучи, которые, отражаясь от предметов, отражаются обратно к устройству и ловятся инфракрасным приемником IR Depth Sensor, где распознается пройденное ими расстояние до объекта изучения. Основные возможности устройства ‑ составление Skeletal Tracking (трекинг человеческой фигуры), Face Tracking (трекинг лица), а также Speech Recognition (распознавание речи). Это устройство обладает относительно невысокой стоимостью и обладает компактностью. Трекинг фигуры позволяет построить 20-ти узловой скелет, а трекинг лица ‑ 100 узлов. Основные недостатки ‑ невозможность перемещения камеры в процессе записи, пока относительно невысокое количество распознаваемых суставов, отсутствие фиксирования мимики.

кинект

Оцифровка физических проявлений нематериального культурного наследия органично вписывается в намеченную ЮНЕСКО в начале 2000-х годов парадигму развития, заключающейся в расширении доступа к информации при помощи современных технологий информационного века, которая была сформулирована в межправительственной программе “Информация для всех”. Полученные данные можно будет объединять, формируя библиотеку движений. Это позволит собрать лучшие образцы физически выраженных объектов нематериального культурного наследия на одном интернет-ресурсе, а широкое внедрение в повседневную жизнь в недалёком будущем технологии дополненной реальности позволит накладывать записанные голограммы поверх объективной реальности, что значительно упростит процесс их изучения и реконструкции.

[1] http://www.un.org/ru/documents/decl_conv/conventions/cultural_heritage_conv.shtml