动作捕捉技术的历史与原理全介绍，从早的机械式到现代的光学式

动作捕捉技术是一种可以将人物或物体在三维空间中的运动轨迹进行记录和分析的技术。它已广泛应用于电影、体育、医学、工业设计等领域。本文将从历史和原理两个方面全面介绍动作捕捉技术的发展和现状。

动作捕捉技术的发展可以追溯到20世纪50年代，当时的机械式动作捕捉技术主要是通过在人体关节处安装传感器，记录关节的角度变化来捕捉人体运动。这种技术虽然可以记录人体运动，但由于传感器数量有限，记录的数据精度较低，而且传感器的安装和调试也很麻烦。

到了20世纪70年代，随着计算机技术的发展，数字动作捕捉技术开始逐渐进入人们的视野。数字动作捕捉技术是通过在人体或物体表面贴上反光标记，利用摄像机拍摄标记的运动轨迹，这种技术可以记录更为精细的运动，但需要大量的计算机处理时间和计算能力。

到了20世纪90年代，光学式动作捕捉技术开始进入市场。光学式动作捕捉技术是通过在场景内设置多台高速摄像机，拍摄人体或物体的运动轨迹，这种技术可以记录更为精细的运动，而且可以实时捕捉运动，可以应用于体育比赛等实时场景。

动作捕捉技术的原理主要分为机械式、数字式和光学式三种。

1.机械式动作捕捉技术

机械式动作捕捉技术是通过在人体关节处安装传感器，记录关节的角度变化来捕捉人体运动。传感器可以是电阻式、电容式、电感式等，其原理是通过测量传感器内部元件的电学、机械或磁学特性的变化，来获得关节的角度变化。机械式动作捕捉技术的优点是精度高，可以记录人体运动的微小变化，但缺点是需要大量的传感器，安装和调试麻烦，而且传感器数量有限，记录的数据精度也有限。

2.数字式动作捕捉技术

数字式动作捕捉技术是通过在人体或物体表面贴上反光标记，利用摄像机拍摄标记的运动轨迹，数字式动作捕捉技术的优点是可以记录更为精细的运动，但需要大量的计算机处理时间和计算能力。数字式动作捕捉技术的应用范围广泛，可以应用于电影、医学等领域。

3.光学式动作捕捉技术

光学式动作捕捉技术是通过在场景内设置多台高速摄像机，拍摄人体或物体的运动轨迹，光学式动作捕捉技术可以记录更为精细的运动，而且可以实时捕捉运动，可以应用于体育比赛等实时场景。光学式动作捕捉技术的缺点是需要大量的高速摄像机和计算机处理能力。

动作捕捉技术是一种可以将人物或物体在三维空间中的运动轨迹进行记录和分析的技术。它已广泛应用于电影、体育、医学、工业设计等领域。动作捕捉技术的发展经历了机械式、数字式和光学式三个阶段。随着计算机技术和摄像机技术的不断进步，动作捕捉技术的精度和应用范围将会越来越广泛。