3D视界丨如何交互？你真正了解3D动作捕捉吗？

Xsens动作捕捉 2022-10-02 17056

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在运动物体的关键部位设置跟踪器，由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。

众所熟知的电影《阿凡达》就是全程运用动作捕捉技术来实现的，动作捕捉技术在电影中的完美结合，具有里程碑式的意义。其他运用动作捕捉技术拍摄的著名电影角色还有《猩球崛起》中的猩猩之王凯撒，以及动画《指环王》系列中的古鲁姆，都为动作捕捉大师安迪·瑟金斯饰演。

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。此外，还有惯性导航运动捕捉。

▲身上的小白点就是Marker

2、惯性动作捕捉系统

这类系统主要是基于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。这种惯性动作捕捉的系统相对价格比较低廉，适合预算不太高的团队完成动作捕捉。

▲绑在演员身上的小红块就是IMU

3、基于计算机视觉的动作捕捉

基于计算机视觉的动作捕捉是近些年才兴起的。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。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。

▲Adrien M使用Leap Motion作为手部动作输入端

人体追踪

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17年末，思特君就发布了一则关于NIKE的行业新闻：为了推广LunarEpic系列跑鞋，NIKE在菲律宾首都马尼拉建造了一个体育场。长约200英尺，形态如一个鞋子，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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日本 Nobumichi Asai 团队开发的一种名为 Omote 的 3D 全息投影技术，可以通过在人脸上投影实现瞬间换妆的效果。该团队请来了一位模特并在她的脸上试验了这一技术。Omote 集合了 3D 扫描、实时脸部追踪和投影映射三大功能，先将模特的脸部轮廓进行扫描和定位，再借助投影映射将处理过的妆容投影到模特脸上。投影在脸上的妆容也相当自然，即使模特摇动头部，也不影响投影效果。

物体追踪

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无独有偶，在英国伦敦，进行了一场乒乓球的数字化演变。他们用乒乓球桌和互动投影技术创造全新的玩法，将乒乓球变为一场沉浸式社交游戏体验。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，球桌上呈现出炫酷的视觉和实时互动效果，在挥拍，打球和球接触桌面时都会有相对应的实时互动，打造了一场身临其境的互动游戏体验。