易格科普 动捕下期

上一期给大家科普了动作捕捉和动捕技术与传统电脑制作动画的优缺点，这一期给大家分享光学动捕系统。

动作追踪或动作捕捉开始于20世纪70年代和80年代，主要应用于生物工程学研究并在其中扮演重要的的测量分析工具。随着技术的成熟，动捕技术逐渐扩展到教育、培训、体育以及最近的电视、电影和电子游戏的计算机动画。自20世纪以来，动捕演员必须在每个关节附近佩戴标记物，通过标记物之间的位置或角度识别运动。一般来说，动作捕捉是通过声学、惯性、LED、磁学或反射标记来进行动作的计算和捕捉。自21世纪初以来，由于技术的快速发展，新的动捕方法被开发出来，大多数现代动捕系统可以从背景中提取表演者的轮廓，所有的关节，角度都是通过在数学模型中拟合轮廓来计算并渲染。

光学动捕系统

利用从图像传感器捕捉到的数据，通过在两个或更多的摄像机之间对被摄体的三维位置进行三角测量，将摄像机校准以提供重叠的投影。一般来说，运动数据的采集是通过附着在动捕演员身上的特殊标记来实现的；然而，最近的光学动捕系统能够通过跟踪每个特定主体动态识别的表面特征来产生准确的动作数据，并且通过增加更多的摄像机来跟踪大量的动捕目标或扩大捕捉区域。这些现代光学系统产生的数据对每个标记点附有三个自由度，而目标动作的旋转信息必须通过三个或更多标记点移动的相对方向推断出来；例如，通过肩部、肘部和手腕的标记点移动而计算出肘部的角度。较新的混合动捕系统将惯性传感器与光学传感器结合起来，以减少动捕盲区，增加用户使用量数量，提高动捕能力。

图源网络，侵权删

无源光学系统

使用涂有逆反射材料的标记来反射在摄像机镜头附近产生的光线。通过调整照相机的阈值使只有明亮的反射标记会被采样，让镜头忽略皮肤和织物。

在进行动捕前，一般会在一些在已知位置放置附有标记的物体，通过摄像机并获得它们的位置来进行摄像机的定位和失真调整。如果两台经过校准的相机看到一个同一个标记，就可以得到一个三维坐标量。通常情况下，一个光学动捕系统将由大约2至48台摄像机组成。更有存在着超过300台摄像机的光学动捕系统“无死角全方位”的减少标记物坐标的调整和动作失真。

图源网络，侵权删

有源光学系统

通过一次非常快速地照亮一个LED或多个LED，用软件来识别它们的相对位置，有点类似于天体导航的三角定位。与其将外部产生的光反射回来，不如让标记物本身通电，发出自己的光。与无源光学系统相比，有源光学系统能在室外场景更好的进行动作捕捉，但有源光学系统也有一定的局限性，因为动捕演员一般需要携带外部电源以为LED标记提供能量。

图为OptiTrack 公司的光学摄像头

这一期就到这了~

怎么样，看完应该对于动捕的概念更清楚了吧~

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