重庆教学光学动作捕捉软件解决方案

    与陀螺仪、加速度计等芯片共同提供各种各样的自然交互。而我们的惯性动作捕捉，实际上就是通过类似功能的集成芯片封装后绑定在身体重要的关节点，通过芯片捕捉到的关节点变换，进行算法分析从而转化为人体的动作数据。目前动作捕捉做的成熟度较高的应该当属荷兰的一家动作捕捉公司Xsens，他们从2000年就开始涉猎IMU和AHRS（惯性测量装置和自动航向基准系统，前者用于测量直线运动和旋转运动，后者功能类似但基准来源于地球的重力场和磁场），是当前世界上技术沉淀较深的公司。其次它在身上绑定的MARK点容易被身体遮挡导致定位丢失，目前的解决方式是增加摄像机的数量，这将极大地增大开发或者学习的负担，基本上不适用于个人开发者或者比较小的团队。常见的光捕技术又被分为红外、激光、可见光和机器视觉等，这里将对主流的捕捉系统进行一个对比分析。红外定位：顾名思义，红外动捕肯定使用了红外线技术。这种技术的基本原理就是在一定的空间内使用若干红外摄像机，对该空间进行覆盖拍摄，而被定位的物体上则使用红外反光材料标记重要节点。通过摄像机发出红外光线，并且在红外光线在空间中反射后捕捉它们，便能利用算法进行计算这些点在空间中的相对位置变化。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。重庆教学光学动作捕捉软件解决方案

    本实用新型属于运动捕捉技术领域，尤其涉及一种用于动作捕捉的反光标记物。背景技术：光学动作捕捉技术原理为在运动物体的关键部位设置**器，由动作捕捉系统捕捉**器位置，再经过计算机处理后得到运动物体的三维空间坐标数据。其中，**器是动作捕捉系统的关键部件之一，**器又称为marker点(标记点)、反光球、刚体等，通常使用的是一种涂有高反光材料的反光球，可粘贴于例如人体各主要关节部位，由动作捕捉镜头发出的红外光经反光球反射至动捕相机后，从而进行标记检测和空间定位。动作捕捉技术可以应用在动画制作、步态分析、生物力学、人机工程等领域，例如在动画制作领域，反光球设置在真实演员身上，其反射被照射到的红外光后，动作捕捉系统便可捕捉到真实演员的动作，然后将真实演员抠图出来实现动作还原并渲染至相应的虚拟形象身上便呈现出屏幕上的动画效果。然而，现有技术的反光球一般都是灰色或白色的球形，抠图背景一般为绿色或蓝色，这样在抠图时往往容易留下反光球的形态，从而影响外观真实性。技术实现要素：本实用新型为了解决现有技术中反光球不易抠图从而影响真实性的问题，提供一种用于动作捕捉的反光标记物。为了解决上述问题。四川光学动作捕捉软件光学摄像头硬件经过 Mocap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.

    电影《魔戒》里的咕噜姆、《泰迪熊》里的毛绒熊、《阿凡达》里的部落公主……电影里那些经典虚拟形象生动的表演总能深深打动观众，而它们被赋予生命的背后都源于一项重要的科技技术——动作捕捉。动作捕捉（Motioncapture），简称动捕（Mocap），是指记录并处理人或其他物体动作的技术。多个摄影机捕捉真实演员的动作后，将这些动作还原并渲染至相应的虚拟形象身上。这个过程的技术运用即动作捕捉，英文表述为MotionCapture。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解处理的数据。在运动物体的关键部位设置**器，由Motioncapture系统捕捉**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，人机工程等领域。动作捕捉技术的背景动作捕捉的起源普遍被认为是费舍尔（Fleischer）在1915年发明的影像描摹（rotoscope）。这是一个在动画片制作中产生出的一种技术。艺术家通过精细的描绘播放给他们的真人录影片段当中的每一帧静态画面来模拟出动画人物在虚拟世界中的具备真实感的表演。这个过程本身是枯燥乏味的。但是对于这些动画师来说，幸运且具有纪念意义的是。

    2016年，全球范围内VR商业化、普及化的浪潮正在向我们走来。VR是一场交互方式的新**，人们正在实现由界面到空间的交互方式变迁，这样的交互极其强调沉浸感，而用户想要获得完全的沉浸感，真正“进入”虚拟世界，动作捕捉系统是必须的，可以说动作捕捉技术是VR产业隐形钥匙。目前动作捕捉系统有惯性式和光学式两大主流技术路线，惯性式虽然后于光学式出现，但以其**廉成本和简便成熟的处理流程，以及完全实时的数据计算和回传机制，成为了更加炙手可热的技术。接下来为大家解析一下惯性式动作捕捉系统。惯性式动作捕捉系统原理？动作捕捉系统的一般性结构主要分为三个部分：数据采集设备数据传输设备数据处理单元惯性式动作捕捉系统即是将惯性传感器应用到数据采集端，数据处理单元通过惯性导航原理对采集到的数据进行处理，从而完成运动目标的姿态角度测量。具体实现流程如下：在运动物体的重要节点佩戴集成加速度计，陀螺仪和磁力计等惯性传感器设备，传感器设备捕捉目标物体的运动数据，包括身体部位的姿态、方位等信息，再将这些数据通过数据传输设备传输到数据处理设备中，经过数据修正、处理后，**终建立起三维模型。这就需要我们应用数据处理软件或硬件来完成此项工作。

    接收传感器将接收到的信号通过电缆或无线方式传送给处理单元，根据这些信号可以解算出每个传感器的空间位置和方向。Polhemus和Ascension公司是这类产品生产商的**，其**大特点是使用简单、鲁棒性和实时性好，缺点是对金属物体敏感，金属物引起的电磁场畸变对精度影响大，采样率较低，不利于快速动作的捕捉，线缆式的传感器连接同样对动作表演形成束缚和障碍，不利于复杂动作的表演。惯性式系统图册惯性传感器式动作捕捉系统由姿态传感器、信号***和数据处理系统组成。姿态传感器固定于人体各主要肢体部位，通过蓝牙等无线传输方式将姿态信号传送至数据处理系统，进行运动解算。其中姿态传感器集成了惯性传感器、重力传感器、加速度计、磁感应计、微陀螺仪等元素，得到各部分肢体的姿态信息，再结合骨骼的长度信息和骨骼层级连接关系，计算出关节点的空间位置信息。**性的产品有Xsens、3DSuit等，这类产品主要的优点是便携性强，操作简单，表演空间几乎不受限制，便于进行户外使用，但由于技术原理的局限，缺点也比较明显，一方面传感器本身不能进行空间***定位，通过各部分肢体姿态信息进行积分运算得到的空间位置信息造成不同程度的积分漂移，空间定位不准确。为了得到准确的运动轨迹，相机应有较高的拍摄速率，一般要达到每秒 60 帧以上。江西VR沉浸式光学动作捕捉软件定位技术

还可以把成绩差的运动员的动作捕捉下来，将其与***运动员的动作进行对比分析，从而帮助其训练。重庆教学光学动作捕捉软件解决方案

    FK可以比较自然地实现运动状态，IK可以用在程序中实时生成骨骼模型的关键帧，这样就可以使角色根据外界环境实时的作出动作的反应看起来更加真实。因为二者互补，所以常常对FK和IK混用（FK/IKblend），关于这两种算法的具体区别，读者可以自行百度或者Google，文章此处不再进行赘述。**后，动作捕捉从未限定在某个固定的领域，它的未来必定还有更多的可拓展的发展方向。就当前状态而言，动作捕捉虽然应用的领域不算少，但是实际上还是一个比较小众的市场。因为你甚至无法直接把动作捕捉作为一个学科来看待，因为动作捕捉不仅*是字面上简单可以解释的一个技术。它里面是包含了光学技术、通信技术、人体运动学和我们计算机软件等多门学科的综合体，国内对动捕进行的学术研究目前还不算特别拔尖。总而言之，目前我们常见的动作捕捉分为两类：惯性动作捕捉与光学动作捕捉，光学动作捕捉又分为红外、激光、可见光与机器视觉等。先来了解一下惯性动捕，在具体提到惯性动作捕捉之前，大家比较熟悉的惯性技术应该更多在于我们的智能手机上。在惯性技术刚开始运用的时候，其实更多是在武器上，后来随着这一技术的发展与普及。我们将其集成到了智能手机。重庆教学光学动作捕捉软件解决方案

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