动作捕捉

2015-07-01 00:36:32
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动作捕捉,英文Motion capture,简称Mocap。简单来说就是把人物动作数字化,把数字化动作应用到不同行业,比如拍电影,做动画,做游戏”。

  动作捕捉,英文Motion capture,简称Mocap。简单来说就是把人物动作数字化,把数字化动作应用到不同行业,比如拍电影,做动画,做游戏”。


  定义


  动作捕捉技术涉及尺寸测量、物理空间里物体的定位及方位测定等方面可以由计算机直接理领域。解处理的数据。在运动物体的关键部位设置跟踪器,由Motion capture系统捕捉跟踪器位置,再经过计算机处理后得到三维空间坐标的数据。当数据被计算机识别后,可以应用在动画制作,步态分析,生物力学,人机工程等。


  系统构成


  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:


  · 传感器。所谓传感器是固定在运动物体特定部位的跟踪装置,它将向 Motion capture 系统提供运动物体运动的位置信息,一般会随着捕捉的细致程度确定跟踪器的数目。


  · 信号捕捉设备。这种设备会因 Motion capture 系统的类型不同而有所区别,它们负责位置信号的捕捉。对于机械系统来说是一块捕捉电信号的线路板,对于光学 Motion capture 系统则是高分辨率红外摄像机。


  · 数据传输设备。 Motion capture 系统,特别是需要实时效果的 Motion capture 系统需要将大量的运动数据从信号捕捉设备快速准确地传输到计算机系统进行处理,而数据传输设备就是用来完成此项工作的。


  · 数据处理设备。经过 Motion capture 系统捕捉到的数据需要修正、处理后还要有三维模型向结合才能完成计算机动画制作的工作,这就需要我们应用数据处理软件或硬件来完成此项工作。软件也好硬件也罢它们都是借助计算机对数据高速的运算能力来完成数据的处理,使三维模型真正、自然地运动起来。


  动作捕捉应用


  动画制作 可极大地提高动画制作的水平。它极大地提高了动画制作的效率,降低了成本,而且使动画制作过程更为直观,效果更为生动。


  虚拟现实系统 为实现人与虚拟环境及系统的交互,必须确定参与者的头部、手、身体等的位置与方向,准确地跟踪测量参与者的动作,将这些动作实时检测出来,以便将这些数据反馈给显示和控制系统。这些工作对虚拟现实系统是必不可少的,这也正是运动捕捉技术的研究内容。


  提供新的人机交互手段 表情和动作是人类情绪、愿望的重要表达形式,运动捕捉技术完成了将表情和动作数字化的工作,提供了新的人机交互手段,比传统的键盘、鼠标更直接方便,不仅可以实现 " 三维鼠标 " 和 " 手势识别 " ,还使操作者能以自然的动作和表情直接控制计算机,并为最终实现可以理解人类表情、动作的计算机系统和机器人提供了技术基础。


  互动式游戏 可利用运动捕捉技术捕捉游戏者的各种动作,用以驱动游戏环境中角色的动作,给游戏者以一种全新的参与感受,加强游戏的真实感和互动性。


  可以预计,随着技术本身的发展和相关应用领域技术水平的提高,运动捕捉技术将会得到越来越广泛的应用。


  相关设备介绍


  Leap motion

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Leap Motion


  Leap Motion是面向PC以及Mac的体感控制器制造公司Leap于2013年2月27日发布的体感控制器,5月13日正式上市。Leap Motion 控制器可追踪全部 10 只手指,精度高达 1/100 毫米,同时控制器以超过每秒 200 帧的速度追踪手部移动,使得电脑屏幕上的动作与手的每次移动完美同步。


  诺亦腾


  腾挪PERCEPTION™—基于惯性传感器的全身动作捕捉系统


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诺亦腾动捕设备


  诺亦腾科技自主研发的腾挪PERCEPTION™系统是其中的代表性产品。基于惯性传感器的动作捕捉技术是一项融合了传感器技术、无线传输、人体动力学、计算机图形学等多种学科的综合性技术,有着极高的技术门槛,世界上仅有少数几家公司能够完成,而诺亦腾则是其中的佼佼者。


  微动Vidoo

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微动Vidoo


  在2015 CES ASIA展会上,微动推出了手部体感设备全新Vidoo Primary系列,利用独特的双摄像头图像融合算法,将手部姿态、骨骼节点空间位置、手部运功轨迹进行跟踪定位识别。并将手部影像和手部模型在虚拟现实场景中完美再现,提供现实手部与虚拟场景交互的奇妙体验。此外,微动推出的空中轨迹输入技术,可以通过对指尖在空间中运动轨迹的分析,识别出用户手在空间中书写的阿拉伯数字。并将在未来扩展到英文字母、小图形等字符图形轨迹输入方式。可以应用于智能TV、VR头盔、车载电子等领域。微动在今年下半年,面向移动端和智能TV市场将推出无线版本的Vidoo Primary,其功能与有线版本相同。将识别的结果数据压缩后,以WiFi或蓝牙的形式传输到手机和电视端。这样与Gear VR类似的,使用VR眼镜插入手机的用户也可使用手势控制方式与虚拟世界进行交互。


  Kinect

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XBOX360体感周边外设Kinect


  Kinect是一种3D体感摄影机(开发代号“Project Natal”),同时它导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能。玩家可以通过这项技术在游戏中开车、与其他玩家互动、通过互联网与其他Xbox玩家分享图片和信息等。Kinect是微软在2009年6月2日的E3大展上,正式公布的XBOX360体感周边外设。




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