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动作捕捉 Motion Capture (Mocap)

2016-09-16  本文已影响695人  船长酱

定义简介:

动作捕捉(Motion capture),简称动捕(Mocap),又称运动捕捉。是指记录并处理人或其他物体动作的技术。它广泛应用于军事,娱乐,体育,医疗应用,计算机视觉以及机器人技术等诸多领域。

在电影制作和电子游戏开发领域,它通常是记录人类演员的动作,并将其转换为数字模型的动作,并生成二维或三维的计算机动画。捕捉面部或手指的细微动作通常被称为表演捕捉(performance capture)。在许多领域,动作捕捉有时也被称为运动跟踪(motion tracking),但在电影制作和游戏开发领域,运动跟踪通常是指运动匹配(match moving)

运动捕捉设备:

从技术的角度来说,运动捕捉的实质就是要测量、跟踪、记录物体在三维空间中的运动轨迹。典型的运动捕捉设备一般由以下几个部分组成:

技术原理:

17个物理惯性传感器每个都包括陀螺仪加速计磁力计。它可以感应绕空间3轴的旋转,通过复杂的算法来计算横滚俯仰和航向。通信设备包括传感器输出的数据,并计算四肢相对“主心骨"的位置。同时运用特别的算法来帮助计算出主心骨相对地面的位置。
  所有数据将通过无线蓝牙传送到计算机。软件处理并传输数据到3D动画软件如MotionBuilder。所有步骤都在动态中用最小时间间隔完成,真正做到实时的动作捕捉。

动捕技术对比:

机械式运动捕捉依靠机械装置来跟踪和测量运动轨迹。
优点:成本低,精度也较高,可以做到实时测量,还可容许多个角色同时表演。
缺点:使用起来非常不方便,机械结构对表演者的动作阻碍和限制很大。

常用的声学式运动捕捉装置由发送器、接收器和处理单元组成。
优点:装置成本较低。
缺点:对运动的捕捉有较大延迟和滞后,实时性较差,精度一般不很高,声源和接收器间不能有大的遮挡物体,受噪声和多次反射等干扰较大。由于空气中声波的速度与气压、湿度、温度有关,所以还必须在算法中做出相应的补偿。

电磁式运动捕捉系统是比较常用的运动捕捉设备。
优点:它记录的是六维信息,同时得到空间位置,方向信息。速度快,实时性好,便于排演、调整和修改。装置的定标比较简单,技术较成熟,鲁棒性好,成本相对低廉。
缺点:对环境要求严格,表演场地附近不能有金属物品,否则会造成电磁场畸变,影响精度。系统的允许表演范围比光学式要小,特别是电缆对表演者的活动限制比较大,对于比较剧烈的运动和表演则不适用。

光学式运动捕捉通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完成运动捕捉的任务。
优点:表演者活动范围大,无电缆、机械装置的限制,表演者可以自由地表演,使用很方便。其采样速率较高,可以满足多数高速运动测量的需要。Marker数量可根据实际应用购置添加,便于系统扩充。
缺点:系统价格昂贵,它可以捕捉实时运动,但后处理(包括 Marker 的识别、跟踪、空间坐标的计算)的工作量较大,适合科研类应用。

通过惯性导航传感器AHRS(航姿参考系统)、IMU(惯性测量单元)测量表演者运动加速度、方位、倾斜角等特性。
优点:不受环境干扰影响,不怕遮挡。捕捉精确度高,采样速度高,达到每秒1000次或更高。由于采用高集成芯片、模块,体积小、尺寸小,重量轻,性价比高。惯导传感器佩戴在表演者头上,或通过17个传感器组成数据服穿戴,通过USB线、蓝牙、2.4Gzh DSSS无线等与主机相联,分别可以跟踪头部、全身动作,实时显示完整的动作。

应用领域:

诺亦腾Noitom:小芯片,大梦想

公司的官方网址:http://www.noitom.com/
http://v.youku.com/v_show/id_XNzUzNTc0OTk2.html

北京诺亦腾科技有限公司(Noitom Technology Ltd.)是一家在动作捕捉领域具有国际竞争力的公司,成立于2012年。公司核心团队由一群具有世界顶尖水准的工程师组成,公司主要创始人均具有海外留学与工作背景。研究领域涉及传感器、模态识别、运动科学、有限元分析、生物力学以及虚拟现实等。诺亦腾开发了具有国际领先水平的“基于MEMS惯性传感器的动作捕捉技术”,并在此基础上形成了一系列具有完全自主知识产权的低成本高精度动作捕捉产品。已经成功应用于动画与游戏制作、体育训练、医疗诊断、虚拟现实以及机器人等领域,并得到全球业内的高度认可。“Noitom”是英文“运动”(Motion)单词的倒序拼写,代表了公司目标:颠覆运动捕捉行业格局。

PERCEPTION NEURON

https://neuronmocap.com/

http://edu.1905.com/archives/view/1138/
http://edu.1905.com/archives/view/1136/

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