超酷炫交互产品背后的技术——动作捕捉

动作捕捉

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。

动作捕捉系统种类较多,比较常见的有:光学式动作捕捉、基于惯性的动作捕捉和基于计算机视觉的动作捕捉。

1、传统光学动作捕捉系统

最常用的是基于Marker(马克点)的光学动作捕捉。在演员身上粘贴能够反射红外光的马克点,通过摄像头对反光马克点的追踪,来对演员的动作进行捕捉。有时也会通过演员身穿反射红外光的紧身衣来完成。

这种方式对动作的捕捉精度高,但环境要求也高,并且还超级贵,属于好莱坞大片拍摄利器之一。

▲来自光学动捕大佬Vicon公司官网的宣传图,身上的小白点就是Marker,Truss架上是摄像头。

2、惯性动作捕捉系统

这一类主要是基于IMU(惯性测量单元)来完成对人体动作的捕捉。把集成了加速度计,陀螺仪和磁力计的IMU绑在人体的特定骨骼节点上,通过算法对测量数值进行计算,从而完成动作捕捉。这种惯性动作捕捉方案相对价格低廉,适合小型工作室或预算不太高的团队完成动作捕捉。

听起来好像有点儿难懂,但其实我们每个人每天都会接触——我们的智能手机里都内置了IMU。这就是为什么当你把手机横屏时,正在播放的视频也会跟着横过来。

▲来自国内惯性动作捕捉公司Noitom的动捕案例绑在演员身上的小红块就是IMU,一共需要绑17个。

3、基于计算机视觉的动作捕捉

前两种常用的动作捕捉方式都已经有很长的发展历史了,但这种基于计算机视觉的动作捕捉却是近些年才兴起的。不过,对于艺术创作和表演来说,这种方式因其简单、易用、低价,目前使用的频率可以说是最高的。

这种捕捉方式主要是通过采集及计算深度信息来完成对动作的捕捉。

▲Adrien M使用Leap Motion作为手部动作输入端。

Leap Motion只能捕捉手部动作,应用范围相对窄一点。毕竟除了“手舞”,我们还需要“足蹈”。因此,另外一个能捕捉身体动作的产品Kinect,基本上遍布各种需要交互的创作场景。

▲使用Kinect进行实时交互,可以与另一个形态的自己互动。

尤其是那些出现在商场、影院、剧场里的可交互装置,如果你凑上前去看一眼,里面多半藏着一个Kinect。

动作捕捉在现实中有哪些应用呢?

人体追踪

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nike为了推广LunarEpic系列跑鞋,在菲律宾首都马尼拉建造了一个体育场,长约200英尺,形如一个鞋子,跑道内圈有LED屏幕墙,可以记录和追踪你跑步时的动态图像。在nike的这款跑鞋上,装有可以和LED屏连接的传感器。当你在跑步的过程中,它会利用超精准的射频识别技术,追踪每一位跑步者的运动。

面部追踪

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Omote 是日本艺术家NOBUMICHI ASAI 新的交互项目,TOKYO 公司特意请来了和 Madonna 、Alexander Wang 有过合作的日本著名舞者AyaBambi ,以帮助投影系统提高跟踪速度和艺术能力。而技术人员则使用每秒运行1000帧的投影,结合3D 纵深映射、少于10毫秒延时的2D 跟踪技术来让影像和 AyaBambi 脸部和手部的运动进行贴合。

物体追踪

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在英国伦敦,进行了一场乒乓球的数字化演变。他们将乒乓球桌转化为投影映射的互动游戏,定制系统内置了Touch Designer,结合乒乓球追踪技术和最新的交互式投影映射技术,在球桌上呈现出炫酷的视觉和实时互动效果。

除了新媒体艺术行业,在人体工程学研究、模拟训练、生物力学研究等领域,动作捕捉技术同样大有可为。可以预计,随着技术本身的发展和相关应用领域技术水平的提高,动作捕捉技术将会得到越来越广泛的应用。

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电话:027-87783618

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