动作捕捉技术如何赋予“虚拟角色”灵魂？

在电影《阿凡达》中，卡梅隆用动作捕捉技术完成了整部作品，让我们看到了动作捕捉在电影行业上的不可估量的潜力。在虚拟现实中，如果想要增强体验的沉浸感，动作捕捉技术也是必不可缺的技术。但是，从目前的发展来看，想要实现比肩《阿凡达》的特效，VR中的动作捕捉技术还有很长的路要走。

VR是一场交互方式的新革命，人们正在实现由界面到空间的交互方式变迁，这样的交互极其强调沉浸感，而用户想要获得完全的沉浸感，真正“进入”虚拟世界，动作捕捉技术才是VR产业中至关重要的隐形钥匙。

那么，运动捕捉到底是什么？它又是如何成为整个VR产业飞速发展过程中的利器？

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动作捕捉，异军突起的VR新星

运动捕捉，简单来说就是记录实际运动事件中的一系列空间关键点，并且将它们合并，得到独立的数学参数并最终呈现的过程。

它相当于是一个将实际的现场表演转换为计算机图像动画的数字表演的过程。这些运动的空间关键点通常应该是机构的轴心点或者生物骨骼的连接处，通过在这些关键点部位放置传感设备或者标识物的方式，我们就可以设法收集到所有用于表达运动的数据，然后将结果数据映射到虚拟的三维角色之上。

一个常见的人体角色关键点分布如上图所示，当然这并不能准确地体现人身上所有大小关节和200多块骨头与肌肉的运动情况，不过对于一般的影视和游戏制作需求来说已经足够。

在大量运用计算机图形技术渲染逼真的异型角色的同时，他们的举手投足，往往就是来自于对实际演员动作的捕捉和重映射。

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TEA Captiv，不只是惯性动作捕捉

Captiv是专注于人体生命健康37年的法国人机技术公司TEA旗下的产品，TEA公司是测量和分析人类行为及其与环境的相互作用的专家。Captiv可穿戴人体运动捕捉与人机工效分析系统，是基于无线惯性传感技术的全身三维动作捕捉及人因工效学评价系统，为人机工程和生命科学领域提供全面和先进的解决方案。

Captiv Motion可穿戴动作捕捉系统与惯性传感器测量动作模块,可代替测角计及扭矩计,能够计算3D空间内四肢和关节的方向以及旋转角度。

Captiv Motion 采用最适合真实现场的可穿戴技术以及无线数据传输技术,实现无线通讯,无需连接带有线缆的传感器和数据记录器;采集数据时,人体可以在完全自然不受任何干扰、行动自由的状态下进行活动以及操作,让被试者不必感受来源于线缆的约束与不适感,来达到研究个体行为、生理情绪状况、视觉、认知、活动等机体特性在特定工作或移动状态下与周围环境刺激间交互影响状态的目的。

Captiv Motion系统无线传感器与数据记录仪模块结合了方位传感器、陀螺仪、加速度传感器,实时采集人体动作,可提供关节角度、速度、位置、扭矩(收集数据包括:弯曲/伸展、外展/内收、扭转、角速度、以及角加速度等)等信息。既可以基于实验室进行模拟实验,也可完全脱离固定场地在野外真实世界进行现场研究。

Captiv Motion拥有不受环境光线与空间距离的限制、纯净的动作捕捉数据不需要后续处理、支持多人同时进行动作捕捉、可结合第三方设备使用、独特的缓存设计、动作数据不丢失等优势,适用于各种虚拟现实应用与实时的现场人因工效科学研究，与传统的人机工程分析系统及人体动作捕捉系统相比具有很大优势。

从人类发明数学化开始，物理世界的虚拟化趋势已经持续了数千年，计算机IT技术的发展促进了虚拟化后的数据流动趋势，而数字世界在物理世界的重新凝实，将成为全新技术革命的关键环节，虚拟现实技术也将在这个领域发挥非常关键的作用。

元宇宙概念的兴起，对于VR产业来说既是机遇也是挑战，虚拟人和虚拟现实技术蓬勃发展，动作捕捉技术在新兴行业彰显出新的活力和闪光点，相信在未来动作捕捉技术会为我们的生活带来更多惊喜~

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