安徽体能光学动作捕捉软件解决方案

    动作捕捉的原理是测量、**、记录物体或标记点的空间坐标与轨迹，数据经过处理后，驱动虚拟角色运动。动作捕捉设备包括传感器，信号捕捉设备，数据传输设备与数据处理设备。二、动作捕捉技术新特点与新趋势（一）由摄影棚捕捉发展为户外实景动作捕捉在电影工业中，一般动作捕捉都是在摄影棚中完成的。例如2009年上映的电影《阿凡达》（Avatar）制作时，剧组建立有史以来比较大的拍摄与动作捕捉影棚，里面有140个**摄像机，主要采用光学式动捕设备。在摄影棚拍摄与动作捕捉是有缺点的，演员缺乏与实景环境之间的参考与互动，摄影棚与户外完全不同的光学环境，活动范围有限，表演者更希望在实景中拍摄。但户外实景拍摄对动作捕捉技术要求很高，一是要求动捕设备重要是**减少，易于携带，不影响表演。二是光学捕捉系统在实景捕捉中要解决环境光干扰的问题。至2011年，由于技术发展，动捕设备已经很轻巧，不会对表演产生较大影响，并且开发出主动频闪红外光LED标记点新技术，户外实景动作捕捉技术已经成熟，并在多部影片中应用。（二）由单一角色捕捉发展为多角色与多道具捕捉在早期的动作捕捉中，由于受到技术限制，一般是在动捕影棚中对单一角色或单个道具进行捕捉。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。安徽体能光学动作捕捉软件解决方案

    目标被完全遮挡的概率就越小，数据缺失的也就越少，捕捉质量也就越好，降低数据后处理的复杂度和工作量。此外，从视觉三维测量的原理出发，相机数量越多，也可以在一定程度上提升目标空间定位的精度。因此，在架设动作捕捉系统时，一定要考察清楚相机配置数量是否能够满足自身的捕捉需要，一般来讲，动作捕捉场地越大，捕捉的对象越多，动作越复杂，需要的动作捕捉相机数量越多，数量配置与场地大小的大致对应关系可参考下表：数量配置与场地大小的大致对应关系图册人体模型标记点（Marker）配置数量光学动作捕捉系统通常在软件中提供不同的人体标记点模型供用户选择，即动作捕捉时单人身上布置的标记点总数，这个数量的物理意义在于它关系到骨骼运动解算的准确度。系统通过身上的标记点运用运动学原理解算关节运动信息，理论上标记点数量越多，动作解算越准确；为了反映全身各主要关节的6自由度运动信息，模型规划的基本标记点数量至少应大于36个，否则会缺失某些关节的某些运动自由度，造成骨骼动作数据失真。反光标记点（Marker）尺寸大小反光标记点尺寸大小没有严格限定，其物理意义在于与动作捕捉相机适配，保证在相机中能够被有效地探测到。山西体能光学动作捕捉软件传感器安装光学式运动捕捉通过对目标上特定光点的监视和**来完成运动捕捉的任务。

    由三个呈三角排列的接收传感器得到的距离信息解算出超声发生器到***的位置和方向。其比较大优点是成本低，但缺点是精度较差，实时性不高，受噪声和多次反射等因素影响较大。电磁式电磁式动作捕捉系统一般由发射源、接收传感器和数据处理单元组成。发射源在空间产生按一定时空规律分布的电磁场；接收传感器安置在表演者身体的关键位置，随着表演者的动作在电磁场中运动,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。这类产品比较大特点是使用简单、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。

    摄像头可以捕捉到这些颜色的光从而追踪到不同的物体，获取它们的位置信息。索尼的PSVR头盔上的蓝光就是这样的，以及左右手柄不同颜色的光，都是为了追踪而设计的。这种定位技术的成本相对是比较低并且实现难度也比较低的，此外其灵敏度和稳定性都差强人意，是比较容易普及的方案。但是相对的，这种方案遮挡性和受环境的影响都比较严重，或者场景中有相似颜色的光线也会导致定位错乱。同时还是那个问题，摄像头的FOV有限，因此捕捉场地也会受到限制。计算机视觉动捕：不同于上面其他捕捉的方式。计算机视觉是通过高精度的相机从不同角度对运动的目标进行拍摄。当拍摄的轨迹被相机获取之后，程序会对这些运动帧进行处理和分析，并**终在电脑中还原出追踪目标的轨迹信息。例如LeapMotion和Hololens利用的就是这样的技术，设备包含了多个摄像头，通过摄像头对手部动作进行捕获和模型还原。并且识别出对应的手势轨迹，从而实现我们所看到的体感交互。这种交互方式和上述几种方式**大的区别就是不需要任何的穿戴设备，约束性很小，并且手势动作是自然交互中**接近真实世界的一种。但同时这种方式也是受到环境干扰**厉害的一种。运动捕捉系统将动作捕捉下来，实时传送给机器人并控制其完成同样的动作。

无人机一场精彩的无人机编队表演该是什么样子的?可以震撼如Intel那样直接的LOGO灯光秀，可以精致如零度智控春晚的那场室内《满城花》翩翩起舞，更可以如亿航的千架屏幕秀，不管是怎样的表演，都给我们带来了足够震撼的视觉冲击力，更是给背后的商家们吸引了足够的眼球。相比动辄就上百上千架的室外大型无人机编队表演，室内的无人机编队虽然规模上远不及前者，但是无论是技术上还是艺术造型上丝毫不逊色。除了常用青瞳视觉定位技术，青瞳视觉定位技术所呈现出的表演无论是无人机编队造型上还是灯光变幻上都极具舞台张力，常常给我们带来精彩绝伦的表演。CM tracker定位技术其实是青瞳视觉的简称，这是一种动作捕捉定位技术，通俗讲，就是通过摄像头捕捉无人机上的定位点来进行三维空间定位，其定位精度可以达到亚毫米级，这也就解释了为什么室内无人机编队即便使用几十台无人机依旧可以精细的摆出造型，且无人机间的间距远远小于室外编队的机间距，只有基于高精度的定位，才能让无人机完成流畅的舞蹈动作而不会相互撞击。还记得2017年央视七夕晚会中张信哲的《爱就一个字》节目，当时给张信哲伴舞的二十几台无人机，就采用了青瞳视觉定位技术，歌曲过半。如果在表演者的脸部表情关键点贴上 Marker ，则可以实现表情捕捉，如图 5 所示。大部分表情捕捉都采用光学式。贵州影视光学动作捕捉软件传感器安装

运动捕捉技术不仅是表演动画中的关键环节，在其他领域也有着非常***的应用前景。安徽体能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。安徽体能光学动作捕捉软件解决方案

上海青瞳视觉科技有限公司是一家专注于红外光学位置追踪系统及虚拟现实平台研发的高科技企业，成立于2015年8月，公司位于上海大学科技园内，是国内光学动作捕捉系统生产商之一。公司由一支高素质的研发团队组建，主要成员来自于中科院自动化所、上海交通大学等国内**高校且具有多年研发经验。目前公司具有完全自主知识产权、自行生产的光学动作捕捉设备和软件，成功研发并推出CMTracker动作捕捉、IQFace表情捕捉、VirtualHand手势捕捉、SLAM定位、VRWizard虚拟仿真平台等产品。系统服务于虚拟现实主题乐园，影视，游戏等泛娱乐等文化产业，也可应用于医疗、运动分析、工业仿真、机器人、无人机等领域。在VR和AR技术影响世界科技创新浪潮之际，团队专注于交互方案研究，为客户提供稳定，满意的交互方案。