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動(dòng)作捕捉（動(dòng)作捕捉設(shè)備）

發(fā)布時(shí)間：2023-04-24 03:51:49 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 81

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來(lái)大家介紹下關(guān)于動(dòng)作捕捉的問(wèn)題，以下是小編對(duì)此問(wèn)題的歸納整理，讓我們一起來(lái)看看吧。

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本文目錄:

動(dòng)作捕捉技術(shù)是什么原理
什么是動(dòng)作捕捉
動(dòng)作捕捉的介紹
動(dòng)作捕捉是什么？
什么是動(dòng)作捕捉

動(dòng)作捕捉（動(dòng)作捕捉設(shè)備）

動(dòng)作捕捉技術(shù)是什么原理

截止到今天，常見(jiàn)的動(dòng)作捕捉技術(shù)從原理上說(shuō)可分為以下五種：光學(xué)式，慣性式，機(jī)械式，聲學(xué)式，電磁式。

人機(jī)工效

1）光學(xué)式動(dòng)作捕捉，顧名思義，是通過(guò)光學(xué)原理來(lái)完場(chǎng)物體的捕捉和定位的。是通過(guò)光學(xué)鏡頭捕捉固定在人體或是物體上面的marker的位置信息來(lái)完成動(dòng)作姿態(tài)捕捉。光學(xué)式動(dòng)作捕捉依靠一整套精密而復(fù)雜的光學(xué)攝像頭來(lái)實(shí)現(xiàn)，它通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)原理，由多個(gè)高速攝像機(jī)從不同角度對(duì)目標(biāo)特征點(diǎn)進(jìn)行跟蹤來(lái)完成全身的動(dòng)作的捕捉。光學(xué)動(dòng)作捕捉可分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種。這個(gè)分類是從marker來(lái)區(qū)別的。主動(dòng)式是指marker是主動(dòng)發(fā)光甚至可以自帶ID編碼的，這樣鏡頭在視野中可以通過(guò)marker自身發(fā)光來(lái)觀測(cè)它，并記錄捕捉到其的運(yùn)動(dòng)軌跡。而被動(dòng)式光學(xué)動(dòng)作捕捉是通過(guò)鏡頭本身自帶的燈板發(fā)出特定波長(zhǎng)的紅外光，照射到marker上，marker是通過(guò)特殊反光處理，可以反射鏡頭燈板發(fā)出的紅外光，這樣鏡頭就能在視野里捕捉記錄該marker的運(yùn)動(dòng)軌跡。

2）慣性動(dòng)作捕捉則是采用慣性導(dǎo)航傳感器AHRS(航姿參考系統(tǒng))、IMU(慣性測(cè)量單元)測(cè)量被捕捉者或物體的運(yùn)動(dòng)加速度、方位、傾斜角等特性。慣性動(dòng)作捕捉需要各類無(wú)線控件，電池組，傳感器等一些配件。類似一個(gè)整裝衣服穿在身上，通過(guò)各個(gè)部位的傳感器來(lái)捕捉人體或物體的數(shù)據(jù)。

3）機(jī)械式動(dòng)作捕捉系統(tǒng)依靠機(jī)械裝置來(lái)跟蹤和測(cè)量運(yùn)動(dòng)軌跡。典型的系統(tǒng)由多個(gè)關(guān)節(jié)和剛性連桿組成，在可轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)中裝有角度傳感器，可以測(cè)得關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化情況。裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)角度傳感器所測(cè)得的角度變化和連桿的長(zhǎng)度，可以得出桿件末端點(diǎn)在空間中的位置和運(yùn)動(dòng)軌跡。

4）聲學(xué)式動(dòng)作捕捉系統(tǒng)一般由發(fā)送裝置、接收系統(tǒng)和處理系統(tǒng)組成。發(fā)送裝置一般是指超聲波發(fā)生器，接收系統(tǒng)一般由三個(gè)以上的超聲探頭組成。通過(guò)測(cè)量聲波從一個(gè)發(fā)送裝置到傳感器的時(shí)間或者相位差，確定到接受傳感器的距離，由三個(gè)呈三角排列的接收傳感器得到的距離信息解算出超聲發(fā)生器到接收器的位置和方向。

5）電磁式動(dòng)作捕捉系統(tǒng)一般由發(fā)射源、接收傳感器和數(shù)據(jù)處理單元組成。發(fā)射源在空間產(chǎn)生按一定時(shí)空規(guī)律分布的電磁場(chǎng)；接收傳感器安置在表演者身體的關(guān)鍵位置，隨著表演者的動(dòng)作在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),接收傳感器將接收到的信號(hào)通過(guò)電纜或無(wú)線方式傳送給處理單元，根據(jù)這些信號(hào)可以解算出每個(gè)傳感器的空間位置和方向。

什么是動(dòng)作捕捉

關(guān)于動(dòng)作捕捉

什么是動(dòng)作捕捉？動(dòng)作捕捉技術(shù)的歷史可以追溯到20世紀(jì)初，當(dāng)時(shí)⼀些科學(xué)家和藝術(shù)家開(kāi)始使⽤攝影機(jī)來(lái) 記錄⼈或動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)。例如，法國(guó)科學(xué)家⻢雷（Étienne-Jules Marey）和美國(guó)發(fā)明家邁布⾥奇（Eadweard Muybridge）分別⽤攝影機(jī)拍攝了⻦類⻜⾏和⻢匹奔跑的連續(xù)畫(huà)⾯，并將其轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)圖像。這些早期的實(shí)驗(yàn)為后來(lái)的電影制作和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)奠定了基礎(chǔ)。隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)作捕捉技術(shù)逐漸成為電影、游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域中創(chuàng)造逼真⾓⾊和場(chǎng)景的重要⼿段。動(dòng)作捕捉技術(shù)最初主要⽤于軍事訓(xùn)練和航空仿真等⽅⾯，后來(lái)逐漸被引⼊娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)。 1985年⽇本公司納⽊⼯業(yè)NAMCO）開(kāi)發(fā)了第⼀個(gè)商業(yè)化的光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)VICON ，它可以通過(guò)附在演員⾝上的反光標(biāo)記來(lái)追蹤他們?cè)谌S空間中的位置，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字模型。

動(dòng)作捕捉生成虛擬人物

動(dòng)作捕捉技術(shù)在電影領(lǐng)域中得到了⼴泛應(yīng)⽤，尤其是在創(chuàng)造奇幻或科幻題材的⾓⾊時(shí)具有很⼤優(yōu)勢(shì).例如：

1999年美國(guó)電影《⿊客帝國(guó)》（The Matrix）使⽤了⼀種稱為⼦彈時(shí)間（bullet time）的特效，它可以通過(guò)多臺(tái)攝像機(jī)同時(shí)拍攝同⼀個(gè)場(chǎng)景，然后在計(jì)算機(jī)中合成出⼀種仿佛時(shí)間停⽌或緩慢流動(dòng)的效果。這種特效需要⽤到動(dòng)作捕捉技術(shù)來(lái)記錄演員的運(yùn)動(dòng)，并將其與CGI背景和物體相結(jié)合。

2001年美國(guó)電影《魔戒》（The Lord of the Rings）系列中的咕嚕（Gollum）⾓⾊是由英國(guó)演員安迪·瑟⾦斯（Andy Serkis）通過(guò)動(dòng)作捕捉技術(shù)來(lái)表演的。他不僅負(fù)責(zé)了咕嚕的⾝體動(dòng)作，還負(fù)責(zé)了他的⾯部表情和聲⾳。這是第⼀次將動(dòng)作捕捉技術(shù)⽤于表演捕捉（performance capture），也是第⼀次將動(dòng)作捕捉技術(shù)⽤于創(chuàng)造⼀個(gè)完全由 CGI⽣成的⾓⾊。

2009年美國(guó)導(dǎo)演詹姆斯·卡梅?。↗ames Cameron）執(zhí)導(dǎo)了⼀部名為《阿凡達(dá)》（Avatar）的科幻電影，它是當(dāng)時(shí)最昂貴和最賣(mài)座的電影之⼀。這部電影使⽤了先進(jìn) 的光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)，可以在任何光照條件下⼯作，并且可以實(shí)時(shí)顯⽰數(shù)字模型在虛擬環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)。這部電影也使⽤了表演捕捉技術(shù)來(lái)創(chuàng)造出外星⼈納美族（Na'vi）和其他⽣物。

動(dòng)作捕捉技術(shù)的原理

動(dòng)作捕捉技術(shù)的原理主要是利⽤外部設(shè)備來(lái)對(duì)⼈體結(jié)構(gòu)或其他物體的位移進(jìn)⾏數(shù)據(jù)記錄和姿態(tài)還原，這些設(shè)備可以分為光學(xué)、慣性、機(jī)械等不同類型，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)和適⽤范圍。

光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備

光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)是最常⽤的⼀種動(dòng)作捕捉設(shè)備，它主要由多臺(tái)攝像機(jī)和附在演員⾝上的反光標(biāo)記或發(fā)光⼆極管（LED）組成。攝像機(jī)可以從不同⾓度拍攝演員的運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)識(shí)別和跟蹤標(biāo)記在三維空間中的位置。這種系統(tǒng)可以提供⾼精度和⾼幀率的數(shù)據(jù)，但也有⼀些缺點(diǎn)，例如需要⼤量的攝像機(jī) 和標(biāo)記，需要專業(yè)的⼯作⼈員和設(shè)備調(diào)整，以及容易受到環(huán)境光線和遮擋等因素的影響。

慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)是另⼀種常⽤的動(dòng)作捕捉設(shè)備，它主要由附在演員⾝上的傳感器組成。傳感器可以測(cè)量演員⾝體各部分的加速度、⾓速度和磁場(chǎng)等物理量，并通過(guò)⽆線信號(hào)發(fā)送給計(jì)算機(jī)軟件來(lái)計(jì)算出三維空間中的位置和姿態(tài)。這種系統(tǒng)可以在任何環(huán)境下⼯作，不受光線和遮擋等因素的影響，⽽且⽐較便攜和低成本。但是，這種系統(tǒng)也有⼀些缺點(diǎn)，例如需要對(duì)傳感器進(jìn)⾏校準(zhǔn)和同步，以及容易受到重⼒、溫度、磁場(chǎng)等因素的⼲擾。

機(jī)械動(dòng)作捕捉系統(tǒng)是⼀種較早出現(xiàn)的動(dòng)作捕捉設(shè)備，它主要由連接在演員⾝上的桿件、關(guān)節(jié)和電位器組成。電位器可以測(cè)量桿件和關(guān)節(jié)之間的相對(duì)⾓度，并通過(guò) 有線信號(hào)發(fā)送給計(jì)算機(jī)軟件來(lái)計(jì)算出三維空間中的位置和姿態(tài)。這種系統(tǒng)可以提供穩(wěn)定且不受⼲擾的數(shù)據(jù)，但也有⼀些缺點(diǎn)，例如需要穿戴笨重和復(fù)雜的設(shè)備，限制了演員的⾃由度和舒適度，以及容易受到電纜和接觸點(diǎn)等因素的磨損。

動(dòng)作捕捉技術(shù)的應(yīng)⽤

動(dòng)作捕捉技術(shù)的應(yīng)⽤⾮常⼴泛，除了娛樂(lè)領(lǐng)域外，還可以⽤于醫(yī)療、教育、軍事、運(yùn) 動(dòng)等⽅⾯，例如分析⼈體姿勢(shì)、診斷疾病、模擬訓(xùn)練、提⾼運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)等。以下是⼀些具體的例⼦：

在醫(yī)療領(lǐng)域，動(dòng)作捕捉技術(shù)可以⽤于評(píng)估和治療各種神經(jīng)肌⾁系統(tǒng)⽅⾯的疾病或障礙，例如帕⾦森⽒癥（Parkinson's disease）、中⻛（stroke）、腦性⿇痹（cerebral palsy）等。通過(guò)對(duì)患者進(jìn)⾏動(dòng)作分析，可以診斷出他們的運(yùn)動(dòng)功能⽔平，并制定合適的康復(fù)計(jì)劃或⼲預(yù)措施。

在教育領(lǐng)域，動(dòng)作捕捉技術(shù)可以⽤于增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的參與度和興趣，例如通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)來(lái)創(chuàng)建沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)習(xí)者可以互動(dòng)地探索和體驗(yàn)各種知識(shí)和場(chǎng)景。例如，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)動(dòng)作捕捉設(shè)備來(lái)模擬歷史⼈物或⽂化⾓⾊的⾏為和表情，或者通過(guò)動(dòng)作捕捉設(shè)備來(lái)操作虛擬的科學(xué)儀器或⼯程設(shè)備。

在軍事領(lǐng)域，動(dòng)作捕捉技術(shù)可以⽤于模擬和訓(xùn)練各種戰(zhàn)⽃或救援場(chǎng)景，例如通過(guò) VR或AR技術(shù)來(lái)創(chuàng)建逼真的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，讓⼠兵可以在安全的條件下進(jìn)⾏戰(zhàn)術(shù)演練或應(yīng)急演習(xí)。例如，⼠兵可以通過(guò)動(dòng)作捕捉設(shè)備來(lái)模擬使⽤各種武器或裝備，或者通過(guò)動(dòng)作捕捉設(shè)備來(lái)與虛擬的敵⼈或友軍進(jìn)⾏交流和協(xié)作。

在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，動(dòng)作捕捉技術(shù)可以⽤于分析和優(yōu)化運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)和表現(xiàn)，例如通過(guò) 對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)⾏動(dòng)作測(cè)量和反饋，可以幫助他們改善姿勢(shì)、平衡、⼒量、速度等⽅⾯。例如，運(yùn)動(dòng)員可以通過(guò)動(dòng)作捕捉設(shè)備來(lái)模擬各種運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景或?qū)?#12095;，或者通過(guò)動(dòng)作捕捉設(shè)備來(lái)接收專業(yè)的指導(dǎo)和建議。

動(dòng)作捕捉技術(shù)的未來(lái)

動(dòng)作捕捉技術(shù)是⼀個(gè)不斷發(fā)展和創(chuàng)新的領(lǐng)域，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)需求的變化，它將會(huì)有更多的可能性和應(yīng)⽤。以下是⼀些可能的未來(lái)趨勢(shì)：

動(dòng)作捕捉技術(shù)將會(huì)更加普及和便利，例如通過(guò)使⽤智能⼿機(jī)或可穿戴設(shè)備等⽇常⽣活中常⻅的設(shè)備來(lái)進(jìn)⾏動(dòng)作捕捉，⽽不需要專業(yè)的攝像機(jī)或傳感器。這樣可以讓更多的⼈可以隨時(shí)隨地地使⽤動(dòng)作捕捉技術(shù)來(lái)進(jìn)⾏娛樂(lè)、學(xué)習(xí)、健康等⽅⾯的活動(dòng)。

動(dòng)作捕捉技術(shù)將會(huì)更加精準(zhǔn)和⾃然，例如通過(guò)使⽤深度攝像機(jī)或⼈⼯智能等先進(jìn)的技術(shù)來(lái)提⾼動(dòng)作數(shù)據(jù)的質(zhì)量和準(zhǔn)確度，以及通過(guò)使⽤虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) 等沉浸式的技術(shù)來(lái)提⾼動(dòng)作表現(xiàn)的真實(shí)度和流暢度。這樣可以讓動(dòng)作捕捉技術(shù) 更好地反映⼈體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及更好地適應(yīng)不同的環(huán)境和場(chǎng)景。

動(dòng)作捕捉技術(shù)將會(huì)更加多元和創(chuàng)新，例如通過(guò)使⽤不同的傳感器或材料來(lái)進(jìn)⾏動(dòng)作捕捉，例如使⽤聲⾳、溫度、壓⼒等⾮視覺(jué)的信號(hào)來(lái)測(cè)量動(dòng)作，或者使⽤柔性、可變形、可⽣物降解等新型的材料來(lái)制作動(dòng)作捕捉設(shè)備。這樣可以讓動(dòng)作捕捉技術(shù)更好地適應(yīng)不同的⼈體特征和需求，以及更好地保護(hù)環(huán)境和資源。

動(dòng)作捕捉技術(shù)將會(huì)更加互動(dòng)和社交，例如通過(guò)使⽤云計(jì)算、物聯(lián)⽹、區(qū)塊鏈等⽹絡(luò)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作數(shù)據(jù)的共享和交換，或者通過(guò)使⽤社交媒體、游戲平臺(tái)、在線教育等應(yīng)⽤平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作表現(xiàn)的展⽰和交流。這樣可以讓動(dòng)作捕捉技術(shù) 更好地連接不同的⼈和組織，以及更好地促進(jìn)知識(shí)和⽂化的傳播和發(fā)展。

動(dòng)作捕捉的介紹

動(dòng)作捕捉字面意思可以直觀地理解為通過(guò)各種技術(shù)手段記錄被觀察對(duì)象（人或物，或是動(dòng)物）的動(dòng)作，并做有效的處理。從專業(yè)角度來(lái)看，動(dòng)作捕捉是一項(xiàng)能夠?qū)崟r(shí)地準(zhǔn)確測(cè)量、記錄運(yùn)動(dòng)物體在實(shí)際三維空間中的各類運(yùn)動(dòng)軌跡和姿態(tài)，并在虛擬三維空間中重構(gòu)這個(gè)物體每個(gè)時(shí)刻運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的高新技術(shù)。

既然是一項(xiàng)技術(shù)，那么總是有各類不同方式實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的。動(dòng)作捕捉技術(shù)現(xiàn)階段可以分為以下幾種：光學(xué)式，慣性式，機(jī)械式，聲學(xué)式，電磁式。

光學(xué)式動(dòng)作捕捉，顧名思義，是通過(guò)光學(xué)原理來(lái)完場(chǎng)物體的捕捉和定位的。是通過(guò)光學(xué)鏡頭捕捉固定在人體或是物體上面的marker的位置信息來(lái)完成動(dòng)作姿態(tài)捕捉。光學(xué)式動(dòng)作捕捉依靠一整套精密而復(fù)雜的光學(xué)攝像頭來(lái)實(shí)現(xiàn)，它通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)原理，由多個(gè)高速攝像機(jī)從不同角度對(duì)目標(biāo)特征點(diǎn)進(jìn)行跟蹤來(lái)完成全身的動(dòng)作的捕捉。光學(xué)動(dòng)作捕捉可分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種。這個(gè)分類是從marker來(lái)區(qū)別的。主動(dòng)式是指marker是主動(dòng)發(fā)光甚至可以自帶ID編碼的，這樣鏡頭在視野中可以通過(guò)marker自身發(fā)光來(lái)觀測(cè)它，并記錄捕捉到其的運(yùn)動(dòng)軌跡。而被動(dòng)式光學(xué)動(dòng)作捕捉是通過(guò)鏡頭本身自帶的燈板發(fā)出特定波長(zhǎng)的紅外光，照射到marker上，marker是通過(guò)特殊反光處理，可以反射鏡頭燈板發(fā)出的紅外光，這樣鏡頭就能在視野里捕捉記錄該marker的運(yùn)動(dòng)軌跡。

慣性動(dòng)作捕捉則是采用慣性導(dǎo)航傳感器AHRS(航姿參考系統(tǒng))、IMU(慣性測(cè)量單元)測(cè)量被捕捉者或物體的運(yùn)動(dòng)加速度、方位、傾斜角等特性。慣性動(dòng)作捕捉需要各類無(wú)線控件，電池組，傳感器等一些配件。類似一個(gè)整裝衣服穿在身上，通過(guò)各個(gè)部位的傳感器來(lái)捕捉人體或物體的數(shù)據(jù)。

目前主流的動(dòng)作捕捉技術(shù)是慣性動(dòng)作捕捉與光學(xué)動(dòng)作捕捉。光學(xué)動(dòng)作捕捉中，由于主動(dòng)式marker需要供電，在固定marker時(shí)需要的配件和線路會(huì)影響使用，所以現(xiàn)在主流使用的光學(xué)動(dòng)作捕捉幾乎為被動(dòng)式光學(xué)動(dòng)捕。與被動(dòng)式光學(xué)動(dòng)作捕捉亞毫米級(jí)的精度相比，慣性動(dòng)作捕捉的誤差隨著時(shí)間而累積，精度上不如被動(dòng)式光學(xué)動(dòng)作捕捉；在使用環(huán)境上，由于慣性動(dòng)作捕捉的傳感器長(zhǎng)時(shí)間暴露在磁場(chǎng)中可能會(huì)造成傳感器磁化，所以在使用時(shí)要遠(yuǎn)離磁場(chǎng)（包括但不限于電腦、鍵盤(pán)、電視等）。在自動(dòng)化控制、運(yùn)動(dòng)分析、步態(tài)分析、虛擬現(xiàn)實(shí)、人機(jī)工效、影視動(dòng)畫(huà)等領(lǐng)域，被動(dòng)式光學(xué)動(dòng)作捕捉往往更具優(yōu)勢(shì)?？紤]到慣性動(dòng)作捕捉相對(duì)被動(dòng)式光學(xué)動(dòng)作捕捉具有的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，在一些對(duì)精度要求不那么高的領(lǐng)域（如部分電影電視中的人群的動(dòng)作捕捉），往往會(huì)選用慣性動(dòng)作捕捉。

動(dòng)作捕捉（動(dòng)作捕捉設(shè)備）

動(dòng)作捕捉是什么？

動(dòng)作捕捉技術(shù)是一種記錄并處理人或其他物體在三維空間中的動(dòng)作的技術(shù)，它可以廣泛應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)、游戲、醫(yī)療、娛樂(lè)等多個(gè)領(lǐng)域。動(dòng)作捕捉技術(shù)可以利用不同的外部設(shè)備來(lái)對(duì)人體結(jié)構(gòu)的位移進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和姿態(tài)還原。動(dòng)作捕捉技術(shù)可以使數(shù)字模型的動(dòng)作更加真實(shí)和流暢，也可以捕捉面部或手指的細(xì)微動(dòng)作，這被稱為表演捕捉。

動(dòng)作捕捉技術(shù)的原理主要是利用外部設(shè)備來(lái)對(duì)人體結(jié)構(gòu)或其他物體的位移進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和姿態(tài)還原，這些設(shè)備可以分為光學(xué)、慣性、機(jī)械等不同類型，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。

光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)是利用攝像機(jī)或其他光學(xué)設(shè)備來(lái)記錄被捕捉對(duì)象上附著的標(biāo)記點(diǎn)或特征點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法來(lái)重建三維姿態(tài)。光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)通常利用紅外光和反光標(biāo)識(shí)點(diǎn)，可以分為標(biāo)定和非標(biāo)定兩種：標(biāo)定的系統(tǒng)需要在被捕捉對(duì)象上貼上反光或發(fā)光的小球，非標(biāo)定的系統(tǒng)則可以直接識(shí)別人體或物體的自然特征。光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是精度高、延遲低、不受電磁干擾，缺點(diǎn)是成本高、設(shè)備復(fù)雜、空間受限、易受環(huán)境光影響。

慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)是利用慣性傳感器（如加速度計(jì)、陀螺儀等）來(lái)測(cè)量被捕捉對(duì)象上各個(gè)部位的加速度和角速度，然后通過(guò)積分運(yùn)算來(lái)計(jì)算出位置和姿態(tài)。慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)不需要外部設(shè)備或參考物，因此可以在任何環(huán)境下使用，且具有較高的靈活性和便攜性。慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單、空間不受限，缺點(diǎn)是精度較低、延遲較高、易受累積誤差和溫漂影響。

機(jī)械動(dòng)作捕捉系統(tǒng)是利用機(jī)械裝置（如關(guān)節(jié)臂或外骨骼等）來(lái)連接被捕捉對(duì)象的各個(gè)關(guān)節(jié)，然后通過(guò)測(cè)量裝置上的角度或長(zhǎng)度變化來(lái)計(jì)算出位置和姿態(tài)。機(jī)械動(dòng)作捕捉系統(tǒng)不受環(huán)境光或電磁干擾的影響，且具有較高的精度和實(shí)時(shí)性。機(jī)械動(dòng)作捕捉系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是成本相對(duì)低、設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單、精度較高、延遲較低，缺點(diǎn)是空間受限、靈活性差、易受機(jī)械摩擦和磨損影響。

什么是動(dòng)作捕捉

如果從字面上進(jìn)行理解，“動(dòng)作捕捉”可以認(rèn)為是這樣一個(gè)操作：通過(guò)某種手段對(duì)被觀察對(duì)象（人物或者其它“動(dòng)物”）的動(dòng)作（肢體動(dòng)作或表情等）進(jìn)行有效記錄。

獵豹奔跑的動(dòng)作被相機(jī)記錄下來(lái)

然而，作為一個(gè)“專有名詞”，“動(dòng)作捕捉”其實(shí)是指：通過(guò)實(shí)時(shí)地準(zhǔn)確測(cè)量、記錄物體在真實(shí)三維空間中的運(yùn)動(dòng)軌跡或姿態(tài)，并在虛擬三維空間中重建運(yùn)動(dòng)物體每一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的高新技術(shù)。沒(méi)錯(cuò)，它是指一門(mén)技術(shù)。

毋庸置疑，它最典型的應(yīng)用是對(duì)人物的動(dòng)作捕捉，可以將人物肢體動(dòng)作或面部表情動(dòng)態(tài)進(jìn)行三維數(shù)字化解算，獲得三維動(dòng)作數(shù)據(jù)，逼真地模仿、重現(xiàn)真人的各種復(fù)雜動(dòng)作和表情。本質(zhì)就是把現(xiàn)實(shí)中人物的動(dòng)作復(fù)制到虛擬人物身上。

電影《阿麗塔》運(yùn)用動(dòng)作捕捉進(jìn)行表演

由此可以設(shè)想，當(dāng)三維動(dòng)作數(shù)據(jù)被綁定到一個(gè)游戲角色時(shí)，動(dòng)作捕捉就被應(yīng)用到游戲場(chǎng)景中；譬如在VR大空間游戲中，玩家的動(dòng)作實(shí)時(shí)在游戲中展現(xiàn)、促發(fā)反饋，從而推動(dòng)游戲進(jìn)行下去。而當(dāng)三維動(dòng)作數(shù)據(jù)被綁定到一個(gè)影視角色時(shí)，那就可以虛構(gòu)出一個(gè)“客觀不存在”的影視形象。

《猩球崛起》中并不存在一群猩猩演員

除此之外，動(dòng)作捕捉還可以運(yùn)用到軍事訓(xùn)練、文旅展示、醫(yī)療、動(dòng)畫(huà)、教育等領(lǐng)域（參考國(guó)產(chǎn)動(dòng)捕領(lǐng)軍企業(yè)“瑞立視”的行業(yè)案例）。隨著數(shù)字傳感器、5G通信、軟件算法等技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)作捕捉將會(huì)更加成熟，前景更廣闊。

綜上，動(dòng)作捕捉是一項(xiàng)具備巨大發(fā)展?jié)摿Φ膶?shí)用技術(shù)。

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