动作捕捉原理,动作捕捉原理图

啥是动作捕捉啊？谁能解释哈？

由动作捕捉摄像头捕捉演员身上反光点的运动轨迹，再把捕捉到的运动轨迹匹配到3d角色模型上，让角色的动作更细腻更逼真。

动作捕捉技术，英文Motion capture，简称Mocap。是近年来非常流行的动画制作方法，主要应用于大型游戏制作、动画制作、影视制作等等。本论文主要对动作捕捉技术进行一定的总结与延伸，并发表一定的看法。总之，动作捕捉技术设计技术涉及尺寸测量、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跟踪器，由Motion capture系统捕捉跟踪器位置，再经过计算机处理后向得到三维空间爱你坐标的数据。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，人机工程等领域的一种高端技术。典型的光学式运动捕捉系统通常使用6～8个相机环绕表演场地排列，这些相机的视野重叠区域就是表演者的动作范围。为了便于处理，通常要求表演者穿上单色的服装，在身体的关键部位，如关节、髋部、肘、腕等位置贴上一些特制的标志或发光点，称为"Marker"，视觉系统将识别和处理这些标志，如图4所示。系统定标后，相机连续拍摄表演者的动作，并将图像序列保存下来，然后再进行分析和处理，识别其中的标志点，并计算其在每一瞬间的空间位置，进而得到其运动轨迹。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。

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。目前大部分表情捕捉都采用光学式。

有些光学运动捕捉系统不依靠Marker作为识别标志，例如根据目标的侧影来提取其运动信息，或者利用有网格的背景简化处理过程等。目前研究人员正在研究不依靠Marker，而应用图像识别、分析技术，由视觉系统直接识别表演者身体关键部位并测量其运动轨迹的技术，估计将很快投入实用。

光学式运动捕捉的优点是表演者活动范围大，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的价格便宜，便于扩充。

这种方法的缺点是系统价格昂贵，虽然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，对于表演场地的光照、反射情况有一定的要求，装置定标也较为烦琐。特别是当运动复杂时，不同部位的Marker有可能发生混淆、遮挡，产生错误结果，这时需要人工干预后处理过程。

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光学动作捕捉系统原理

光学动作捕捉系统是以红外光学为原理的动作捕捉系统，相较于惯性原理动作捕捉系统，GPS定位系统等定位手段，具有精度高、延迟低、实时性强、多用于室内场景等特点，系统建立过程可分为系统搭建，数据采集与传输，数据识别与处理三部分。

一套光学动作捕捉系统由红外光学镜头、动作捕捉软件、反光标志点、POE交换机、线缆、标定框、以及三脚架等镜头固定装置组成。

首先将红外光学镜头通过三脚架、夹具等镜头固定装置布置在场地周围，确保镜头视野能够覆盖捕捉区域，然后将所有镜头通过网线连接到POE交换机。镜头通过POE交换机进行供电和数据传输，并连接到电脑中的动作捕捉软件。软件启动后，先在页面中实时模式操作连接上动作捕捉镜头。

系统软硬件搭建并相互连接成功后，下一步就是场地的标定，标定的作用在于给动作捕捉区域建立XYZ坐标系，计算每个镜头在坐标系中的位置和姿态，只有完成标定后，才可以正确获取到场地中各个Marker点的三维坐标数据，分为L型标定与T型标定。

L型标定通过将L型标定杆置于场地中央，在软件中进行相应设置来完成，其目的有两个：首先是确定统一的坐标系，通过对L型杆上四个点的定位，系统可区分出其长轴与短轴，从而定义出世界坐标轴的朝向和原点位置，其次，这一过程能够给看到L型杆的镜头一个初始参数，作为后面参数寻优的初值。

T型标定的作用是给每个镜头足够的数据，使其能够在原有初值的基础上进行一个参数的迭代寻优。在这一过程，软件处于T型标定模式，操作人员手持T型杆在场地中进行挥动，镜头实时捕捉大量数据。

完成标定后，即可进行被捕捉物空间数据的获取。在需要定位的人或物体表面贴上反光标记点（一种表面涂有特殊反光物质的银灰色小球），动作捕捉镜头上的LED灯向外发射红外光，同时接收反光标记点反射回来的红外光。当多个光学镜头同时“看到”一个标记点后，这一标记点在空间中的三维位置就会被确定。

镜头获取到的反光标记点位置信息需要实时传输到电脑中，以进行数据的处理与使用。在光学动作捕捉系统中，所有镜头通过网线与交换机相连，当镜头获取到反光标记点空间位置信息后，这些信息会通过网线传输到交换机，再由交换机统一传输到相连的电脑中，并实时被动作捕捉软件接收。

软件获取到多个反光标记点的三维空间位置后，下一步是进行物体的识别。在同一物体表面贴有多个反光标记点，这些特定点之间的距离是不变的，因而，对同一物体上贴有的有的点进行命名，并将点之间用线进行连接，表示两点间的相互关系，这一组点名称与连线信息在软件中被操作记录为一组Markerset。当具有这组Markerset信息的物体出现在场地中时，即被系统识别为一个独立物体。

一些人体动作捕捉需要大量贴点捕捉数据，有专门的贴点模型供选择使用，根据所提供的贴点模型，在人体固定位置粘贴反光标记点，并在软件中进行点的识别、连接与骨骼绑定。

当系统能够实时识别被捕捉物后，一个完整的光学动作捕捉系统就已建立完成，接下来可直接进行动作捕捉，捕捉得到的模型数据还可实时根据效果在软件中进行调整与矫正。根据不同领域方向的需要，光学动作捕捉系统还可实现与测力台等设备同步进行运动与测力数据捕捉、连接三维软件进行虚拟人物生成等操作。

动作捕捉

靠谱的也就Vicon、魔神、PhaseSpace、Optitrack还有国产的天远这么几个。如果Vicon够不上的话，那Phasespace主动式动捕系统也比较难，成本差不多，都很高。Optitrack动作捕捉系统的流程、界面、包装是有国际水准的，但数据抖动比较明显，容易跳点，后处理数据清洗比较麻烦，捕捉质量和动作效果一般；北京天远动作捕捉系统比较实用，它的特点在于被动式的系统使用了新的智能算法，数据干净、实时数据质量好、后处理简单，动作还原度好，但产品体系相对比较单一，缺乏高端的产品（高帧率100fps以上，高分辨率400万像素以上），如果你们使用场地很大的话（大于15m×15m），就很难满足了。选购的话最重要还是要多实地考察，做一些有代表性的、快速、复杂的动作，现场看看实时捕捉演示的效果，看看数据绑定动画的质量再做决定。

想知道动作捕捉设备是怎么获取运动轨迹数据实现运动控制的？求讲解！

实时三维空间数据的采集测量分析，在光学动捕系统设备中，采用得比较多的是Nokov的动作捕捉系统，通过光学镜头捕捉待测物体表面的反光标记点，实时获取物体运动数据，并进行进一步运动控制，Nokov光学动作捕捉系统广泛运用于虚拟仿真、运动分析、步态康复、模拟训练、机械仿生、机器人、无人机、人机交互、军事军工、外科整形、虚拟现实、电影动画、游戏制作等领域，对目标实行精度高的三维定位，而且生动流畅，所以在三维动作捕捉上精准度高，稳定性强。我们公司使用比较后感觉其技术水平已经达到国际水平，性价比相当的好。

我们公司一直在做这方面的开发，运动捕捉设备实现仿人机器人的运动控制主要是获取人体动作数据，采集目标人体的运动信息，光学的动作捕捉系统是目前精度最高的设备了。在这个领域技术上，国内比较先进的就是Nokov，这款产品可以采集6DoF（采集六自由度）、关节角度等运动学数据，为机器人的位姿控制、运动规划提供连贯、流畅的动作数据基础。

虚拟动点旗下的产品OptiTrack是哪种原理的动作捕捉？

虚拟动点旗下的OptiTrack是基于红外光学的高性能动作捕捉系统， 该系统最大的特点就是高精度、极简的工作流、超低延迟、高性价比、开源SDK等特点，可应用在各大领域中，比如运动科学、虚拟现实、影视动画及游戏、机器人等等领域中。

动作捕捉是什么？

意同：运动捕捉

英文Motion capture,简称Mocap。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跟踪器，由Motion capture系统捕捉跟踪器位置，再经过计算机处理后向得到三维空间爱你坐标的数据。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。

常用的运动捕捉技术从原理上说可分为机械式、声学式、电磁式、主动光学式和被动光学式。不同原理的设备各有其优缺点，一般可从以下几个方面进行评价：定位精度；实时性；使用方便程度；可捕捉运动范围大小；抗干扰性；多目标捕捉能力；以及与相应领域专业分析软件连接程度。

型的运动捕捉设备一般由以下几个部分组成:

a) 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。

b) 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。

c) 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。

d) 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相应的工作，这就需要我们应用数据处理软件或硬件来完成此项工作。

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