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動作捕捉演算法

發布時間: 2022-03-08 06:07:20

㈠ 請問動作捕捉技術提供商中,哪個做的好呢

利亞德在目前的動作捕捉技術提供商當中,它的整體實力是非常好的。它提供的產品也很吸引人,例如,Flex13這款入門級高精度產品,它採用的是精確的實時處理演算法,可以把精度控制在0.5mm以內,所以就算是多人捕捉,也非常輕松。

㈡ 動作捕捉是什麼

字面意思可以直觀地理解為通過各種技術手段記錄被觀察對象(人或物,或是動物)的動作,並做有效的處理。從專業角度來看,動作捕捉是一項能夠實時地准確測量、記錄運動物體在實際三維空間中的各類運動軌跡和姿態,並在虛擬三維空間中重構這個物體每個時刻運動狀態的高新技術。

光學動作捕捉運用於虛擬現實VR

㈢ 動作捕捉儀的機械式捕捉

機械式運動捕捉依靠機械裝置來跟蹤和測量運動軌跡。典型的系統由多個關節和剛性連桿組成,在可轉動的關節中裝有角度感測器,可以測得關節轉動角度的變化情況。裝置運動時,根據角度感測器所測得的角度變化和連桿的長度,可以得出桿件末端點在空間中的位置和運動軌跡。實際上,裝置上任何一點的運動軌跡都可以求出,剛性連桿也可以換成長度可變的伸縮桿,用位移感測器測量其長度的變化。
早期的一種機械式運動捕捉裝置是用帶角度感測器的關節和連桿構成一個可調姿態的數字模型,其形狀可以模擬人體,也可以模擬其他動物或物體。使用者可根據劇情的需要調整模型的姿態,然後鎖定。角度感測器測量並記錄關節的轉動角度,依據這些角度和模型的機械尺寸,可計算出模型的姿態,並將這些姿態數據傳給動畫軟體,使其中的角色模型也做出一樣的姿態。這是一種較早出現的運動捕捉裝置,但直到現在仍有一定的市場。國外給這種裝置起了個很形象的名字:猴子。
機械式運動捕捉的一種應用形式是將欲捕捉的運動物體與機械結構相連,物體運動帶動機械裝置,從而被感測器實時記錄下來。X-Ist的FullBodyTracker是一種頗具代表性的機械式運動捕捉產品。
這種方法的優點是成本低,精度也較高,可以做到實時測量,還可容許多個角色同時表演。但其缺點也非常明顯,主要是使用起來非常不方便,機械結構對表演者的動作阻礙和限制很大。而猴子較難用於連續動作的實時捕捉,需要操作者不斷根據劇情要求調整猴子的姿勢,很麻煩,主要用於靜態造型捕捉和關鍵幀的確定。 常用的聲學式運動捕捉裝置由發送器、接收器和處理單元組成。發送器是一個固定的超聲波發生器,接收器一般由呈三角形排列的三個超聲探頭組成。通過測量聲波從發送器到接收器的時間或者相位差,系統可以計算並確定接收器的位置和方向。Logitech、SAC等公司都生產超聲波運動捕捉設備。
這類裝置成本較低,但對運動的捕捉有較大延遲和滯後,實時性較差,精度一般不很高,聲源和接收器間不能有大的遮擋物體,受雜訊和多次反射等干擾較大。由於空氣中聲波的速度與氣壓、濕度、溫度有關,所以還必須在演算法中做出相應的補償。 電磁式運動捕捉系統是目前比較常用的運動捕捉設備。一般由發射源、接收感測器和數據處理單元組成。發射源在空間產生按一定時空規律分布的電磁場;接收感測器(通常有10~20個)安置在表演者身體的關鍵位置,隨著表演者的動作在電磁場中運動,通過電纜或無線方式與數據處理單元相連,見圖2和圖3所示。
表演者在電磁場內表演時,接收感測器將接收到的信號通過電纜傳送給處理單元,根據這些信號可以解算出每個感測器的空間位置和方向。Polhemus公司和Ascension公司均以生產電磁式運動捕捉設備而著稱。目前這類系統的采樣速率一般為每秒15~120次(依賴於模型和感測器的數量),為了消除抖動和干擾,采樣速率一般在15Hz以下。對於一些高速運動,如拳擊、籃球比賽等,該采樣速度還不能滿足要求。電磁式運動捕捉的優點首先在於它記錄的是六維信息,即不僅能得到空間位置,還能得到方向信息,這一點對某些特殊的應用場合很有價值。其次是速度快,實時性好,表演者表演時,動畫系統中的角色模型可以同時反應,便於排演、調整和修改。裝置的定標比較簡單,技術較成熟,魯棒性好,成本相對低廉。
它的缺點在於對環境要求嚴格,在表演場地附近不能有金屬物品,否則會造成電磁場畸變,影響精度。系統的允許表演范圍比光學式要小,特別是電纜對表演者的活動限制比較大,對於比較劇烈的運動和表演則不適用。 光學式運動捕捉通過對目標上特定光點的監視和跟蹤來完成運動捕捉的任務。目前常見的光學式運動捕捉大多基於計算機視覺原理。從理論上說,對於空間中的一個點,只要它能同時為兩部相機所見,則根據同一時刻兩部相機所拍攝的圖像和相機參數,可以確定這一時刻該點在空間中的位置。當相機以足夠高的速率連續拍攝時,從圖像序列中就可以得到該點的運動軌跡。 MotionAnalysis公司是該領域的佼佼者。
典型的光學式運動捕捉系統通常使用6~8個相機環繞表演場地排列,這些相機的視野重疊區域就是表演者的動作范圍。為了便於處理,通常要求表演者穿上單色的服裝,在身體的關鍵部位,如關節、髖部、肘、腕等位置貼上一些特製的標志或發光點,稱為Marker,視覺系統將識別和處理這些標志,如圖4所示。系統定標後,相機連續拍攝表演者的動作,並將圖像序列保存下來,然後再進行分析和處理,識別其中的標志點,並計算其在每一瞬間的空間位置,進而得到其運動軌跡。為了得到准確的運動軌跡,相機應有較高的拍攝速率,一般要達到每秒60幀以上。
如果在表演者的臉部表情關鍵點貼上Marker,則可以實現表情捕捉,如圖5所示。目前大部分表情捕捉都採用光學式。
有些光學運動捕捉系統不依靠Marker作為識別標志,例如根據目標的側影來提取其運動信息,或者利用有網格的背景簡化處理過程等。目前研究人員正在研究不依靠Marker,而應用圖像識別、分析技術,由視覺系統直接識別表演者身體關鍵部位並測量其運動軌跡的技術,估計將很快投入實用。
光學式運動捕捉的優點是表演者活動范圍大,無電纜、機械裝置的限制,表演者可以自由地表演,使用很方便。其采樣速率較高,可以滿足多數高速運動測量的需要。Marker可按實際需求增置采購,便於擴充。
這種方法的缺點是系統價格昂貴,雖然它可以捕捉實時運動,但後處理(包括Marker的識別、跟蹤、空間坐標的計算)的工作量較大,對於表演場地的光照、反射情況有一定的要求,裝置定標也較為煩瑣。特別是當運動復雜時,不同部位的Marker有可能發生混淆、遮擋,產生錯誤結果,這時需要人工干預後處理過程。

㈣ 3D動畫中使用了動作捕捉,到底算不算動畫電影

不算,製作方法完全不同了
動態捕捉的原理是有數十或者數百個高頻率(每秒鍾計算多少次)感測器組成這些感測器互相定位將得到得距離互相運算就像GPS定位系統一樣由於多個感測器得數值可以准確的計算出當前各個感測器的距離計算機得到數值後就有辦法計算出當前動作幀(30幀即可流暢動作)。
但動畫使用人工畫出人物 場景,在兩個或多個不同的動作間運用計算機使其連貫。

㈤ 動作捕捉技術的原理是什麼

從技術的角度來說,運動捕捉的實質就是要測量、跟蹤、記錄物體在三維空間中的運動軌跡。像虛擬動點是利用紅外光學運動捕捉技術,是國內動捕技術比較成熟的公司,他們的動捕技術可以捕捉的范圍很大,精度也高。

㈥ 什麼樣的攝像頭才能實現動作捕捉

1靠感測器直接捕捉動作,不需要攝像頭。
2靠軟體識別動作,攝像頭只是用來採集數據

㈦ 動作捕捉採集頻率的作用

動作捕捉相機採集幀率與通常所說的相機幀率一致,是指單位時間內圖像數據採集的次數,單位一般是fps,即幀/秒。
相機採集幀率對於動作捕捉來講具有兩大物理意義:一是限定了動作采樣頻率,動作采樣頻率最大不超過相機採集幀率(采樣頻率指每秒採集的動作關鍵幀數量);二是直接決定了運動跟蹤演算法的有效性,進而決定了動作捕捉的正確率。運動跟蹤貫穿動作捕捉的整個過程,一方面軟體需要通過跟蹤進行不同目標的識別和區分,另一方面通過跟蹤預測可以縮小目標探測區域,有效地提升計算速率和捕捉實時性。一旦跟蹤失敗,往往動作捕捉數據會出錯,嚴重的會導致丟失關鍵幀,影響捕捉的實時性。一般地講,相機幀率越高,跟蹤性能越好,即捕捉數據正確率越高。
通常為了實現較好的動作捕捉性能,專業的動作捕捉系統製造商都會進行深入的研究以平衡硬體性能參數來滿足使用要求。其中,動作捕捉相機解析度和採集幀率是比較重要的一對相關參數,簡單地說,解析度越高應該對應越高的採集幀率,因為解析度增加相當於目標在圖像上的運動預測不確定度增加,為保證計算速度,在跟蹤搜索窗口不變的情況下,目標逃離跟蹤窗口的概率大幅增加造成跟蹤失敗,解決這個問題最有效的方法就是提高採集幀率,降低運動預測的不確定度,以確保跟蹤正確率。專業的動作捕捉相機解析度與幀率的關系一般應滿足一定的對應關系:30萬像素系統應不少於30fps,130萬像素系統應在60fps以上,而400萬以上像素系統幀率至少應在100fps以上。
當系統不能達到足夠的採集幀率時,最明顯的使用問題是快速運動捕捉能力差,例如對人體進行擊打、踢腿等動作捕捉時,運動數據往往會頻繁出錯,無法進行現場動畫演示,也大大增加了數據後處理的工作量,系統實用性低。

㈧ 國內有沒有比較好的動作捕捉系統是什麼品牌的,求介紹

深圳市瑞立視是專注於光學空間定位動作捕捉,大空間VR多人交互和智能人機交互核心技術研發的國家級高新技術企業,是國內動作捕捉領域的領航者。
瑞立視基於自主研發的紅外光學相機硬體和動作捕捉演算法,以復雜環境下的多人智能交互方式為核心,以沉浸場景式體驗為主線,著力於為文旅體驗、創意展示、教育培訓、軍事訓練、影視拍攝等領域提供沉浸式交互應用解決方案,為游戲動畫製作、體育運動姿態分析、工業高精度定位和軌跡追蹤等領域提供高精尖動作捕捉應用解決方案。公司自2015年成立以來一直堅持自主研發創新,核心產品RTS光學動作捕捉系統具有完全自主知識產權,已擁有超過150餘項國內外發明專利和ISO9001體系認證,性能可達歐美頂尖動捕產品同等水平。

㈨ 動作捕捉

靠譜的也就Vicon、魔神、PhaseSpace、Optitrack還有國產的天遠這么幾個。如果Vicon夠不上的話,那Phasespace主動式動捕系統也比較難,成本差不多,都很高。Optitrack動作捕捉系統的流程、界面、包裝是有國際水準的,但數據抖動比較明顯,容易跳點,後處理數據清洗比較麻煩,捕捉質量和動作效果一般;北京天遠動作捕捉系統比較實用,它的特點在於被動式的系統使用了新的智能演算法,數據干凈、實時數據質量好、後處理簡單,動作還原度好,但產品體系相對比較單一,缺乏高端的產品(高幀率100fps以上,高解析度400萬像素以上),如果你們使用場地很大的話(大於15m×15m),就很難滿足了。選購的話最重要還是要多實地考察,做一些有代表性的、快速、復雜的動作,現場看看實時捕捉演示的效果,看看數據綁定動畫的質量再做決定。

㈩ 動作捕捉技術是什麼原理

從技術的角度來說,運動捕捉的實質就是要測量、跟蹤、記錄物體在三維空間中的運動軌跡。典型的運動捕捉設備一般由以下幾個部分組成:
· 感測器。所謂感測器是固定在運動物體特定部位的跟蹤裝置,它將向 Motion capture 系統提供運動物體運動的位置信息,一般會隨著捕捉的細致程度確定跟蹤器的數目。
· 信號捕捉設備。這種設備會因 Motion capture 系統的類型不同而有所區別,它們負責位置信號的捕捉。對於機械繫統來說是一塊捕捉電信號的線路板,對於光學 Motion capture 系統則是高解析度紅外攝像機。
· 數據傳輸設備。 Motion capture 系統,特別是需要實時效果的 Motion capture 系統需要將大量的運動數據從信號捕捉設備快速准確地傳輸到計算機系統進行處理,而數據傳輸設備就是用來完成此項工作的。
· 數據處理設備。經過 Motion capture 系統捕捉到的數據需要修正、處理後還要有三維模型向結合才能完成計算機動畫製作的工作,這就需要我們應用數據處理軟體或硬體來完成此項工作。軟體也好硬體也罷它們都是藉助計算機對數據高速的運算能力來完成數據的處理,使三維模型真正、自然地運動起來。

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