关于光学式动作捕捉系统的主动式和被动式
光学式动作动作捕捉,大家都知道有主动式和被动式两种,很多朋友认为,主动式光学动捕技术使用起来更便捷,也更省心,就认为主动式光学动捕更好一些,其实主动式和被动式原则上来说并不是竞争关系,还是互补关系。
主动式光学动捕技术在使用时,不需要采用摄像机,实时性强,对捕捉实时性要求很高的领域应用比较多,比如工业制造、医疗、航天领域等领域,毕竟这些对位置精准度要求比较高,可能会要求到微秒。由于主动式光学动捕系统的标点(marker)是由led组成的,LED粘在人体各个关节部位,led之间通过线缆链接,由绑在人体表面的电源装置供电,在一定程度上可以进行室外动作捕捉,led受脉冲信号控制明暗,以此对led进行编码识别,有较高的跟踪准确率,但是捕捉精准度还是不太高,容易因遮挡引起数据缺失,受原理局限的运动变形,导致不利于快速运动的捕捉问题。因此,主动式光学动捕也有最优使用条件限制,就是对三维空间的体积要求必须要在一定范围之内,比如直径6米左右的立方体范围内,如果超过这个范围,可能会影响动捕的精确度,因此不使用大空间,高精度范围的使用。
而被动式光学动捕跟其刚好互补。被动式光学动捕,就是和高精度、大空间的定位,在这样的空间环境中,对定位精准度要求更高,有的要求达到亚毫米级别。
被动式光学动捕,又被称为反光学动捕系统,其标点通常是一种高亮回归式反光球,粘在人体各主要关节部位,由动捕相机镜头上发出的led照射光经过反光球,反射到动捕相机,从而进行标点的检测和空间定位。 也就是说,被动式光学动捕的精准度、采样率更高一些,采样和使用更灵活,同时标点(marker)成本相比较主动式光学动捕来说,成本更低,利用率更高,可以根据需要随意增加和布置 。当然被动式光学动捕也有自己的使用环境限制,就是对使用场地的光照干扰有条件要求限制,标点可能在光照情况下,收到噪音干扰导致标点混淆,这就需要工作人员后期处理过程中进行的数据清洗(有点像我们音频剪辑中那个去除杂音的需求),随着技术发展,目前不少被动式光学动捕系统,都可以智能降噪纠错,这样在一定程度上,对表演动捕需求来说,可以满足现场实时动画演示的需求。
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