博士说丨科幻电影、VR体验…我们让动画特效更逼真
特约撰稿人 王超 编辑 胡静漪 全琳珉
编者按
现在，高质量三个字很火。
对企业来说，高质量是对自身产品的最高礼赞。
但要真正配得上它，过程不可谓不艰辛。
今年上半年，围绕高质量三个字，浙江省市场监管局组织开展了一场特别的活动——
全省105名博士带领242位技术专家和技术骨干组建团队，聚焦计量、标准化、检验检测的NQI技术特色，用一个多月的时间，为118家相关领域的企业解决技术难题。
活动结束后，涌金君向博士们发起了约稿邀请，请他们将这段难忘的经历整理成文，对当前浙江制造的难题进行总结和思考。
从10月11日起，涌金楼会陆续刊发这些文章，让我们一起在博士的字里行间，寻找浙江制造高质量发展的秘籍。
【博士名片】
王超
浙江省计量科学研究院 副研究员、博士
结对企业：上海青瞳视觉科技有限公司、浙江谱麦科技有限公司
肢体节点通过反光靶球捕捉动作轨迹。
2021年8月6日，一通电话打进省计量院长度专业办公室：“你好，请问你们能检测动捕设备么？”
我一听就来了兴趣，因为我的工作涉及精密测量技术，包括空间三维定位和姿态研究，同时我也是一个动漫迷。现在，人们对视觉享受精美度的追求越来越高，动作捕捉技术引领着中国动画事业的改革大潮。
动作捕捉，简单地说就是通过穿戴式传感器——一般是亚光材质的动作捕捉服及反光球，结合机器视觉、激光跟踪等技术，捕捉每个闪光点的运动轨迹，然后再把这些动作轨迹以点源的形式记录，并匹配给对应模型的骨骼节点，实现模型的运动。
在21世纪初的影视行业中，动作捕捉技术随着《阿凡达》的上映一炮而响。它能够辅助艺术作品丰富角色肢体动作、提高场景同步度，在动画师的设计下赋予角色更有灵魂的动作和神态；它也更加高效，角色的一套连贯动作，如果依靠传统的动画手绘需要一个月时间，而通过动捕技术则可以压缩到数小时。
《阿凡达》动捕技术采用面部反光点识别实现角色表情互动。
当前，国内也创办了多家拥有独立知识产权和自研产品的动捕企业，并具有领先于世界的性价比和销售量。我们与来电对方进行了进一步交流，得知他所在的上海青瞳视觉科技有限公司就是一家动捕设备知名企业，自主开发了多款动作捕捉相机与配套软件算法。
其业务涉及动作捕捉、空间定位、虚拟现实主题乐园、虚拟仿真等多方面，推出了VR模拟警察系统、全息异地同屏系列访谈系统，并成为新浪、阿里、字节跳动、华为等多家企业的VR技术服务商。
由于动捕是一个新兴高科技行业，缺少国家标准指引，企业面临关键参数无法溯源的难题，无法确认当前技术存在的不足，因此委托我院对动捕产品进行评测。
设备定位精度是动捕系统的核心技术领先度和产品竞争力的重要评价标准之一，它指的是反光靶球的实际空间位置与软件生成人体模型的空间三维点所在坐标的偏差值。动作捕捉设备的定位精度更高，在使用过程中，其真实度和动作流畅度等效果就更加出众。
动捕系统涉及的空间点定位精度与运动轨迹分析技术，涉及到三维空间精密测量领域，正好与浙江省数字精密测量技术研究重点实验室的发展方向契合，这也是我们关注并研究动作捕捉技术的重要原因。
9月16日，我们接待上海青瞳视觉科技有限公司技术人员，深入交流了精度验证方案，接着对企业的MC4000动捕相机及配套软件进行了评测实验。
上海青瞳的动作捕捉设备精度检测。
首先我们采用长度基准装置“一维大长度测量系统”，让安装了反光靶球座（带多个反光靶球的刚体底座）的气浮平台进行直线运动，将获得的空间位移距离作为标准值，再跟软件中的反光靶球座移动距离进行对比，评价动捕设备的定位重复性、相对位移重复性。
然后，我们采用高精度的标准圆轨迹发生器，对反光靶球座进行多次旋转测试，通过软件分析出样品的空间角度，并与标准旋转值进行对比，从而评价动作捕捉设备的空间位姿精度。基于以上测量结果，我们为企业指出了后续技术改进方向，从而提高长距离定位补偿的能力。
我们还向企业宣传了省市场监管局“开放实验室”政策，该政策以非营利方式向社会开放符合条件的实验室设备、技术标准、科研成果等科技资源，企业可以在开放实验室开展质量检验、研发测试、标准验证等活动，降低创新成本。企业工程师高兴地说：“今后我们也有一个专业检测实验室啦。”
宁波谱麦的动作捕捉设备精度检测。
此外，我院还帮扶了浙江谱麦科技有限公司等多家动捕企业。目前我们正在与之江实验室合作，开展动捕设备的精度检测标准化工作。动作捕捉行业需要更细致的检测标准与技术要求，用高标准助力高质量，才能推动核心技术发展、提升产品国际竞争力。
通过与动捕行业相关企业的交流与合作，我深刻地体会到，计量对社会的服务不能拘泥在传统的制造业需求领域。
当下浙江树立科技创新、数字经济引领高质量发展的目标，作为一名市场监管局的科研人员，我们将积极开拓和发掘新兴产业的计量需求，不断研究新技术、新方案，以标准助力创新，帮助新行业、新产品、新市场走上高水平、高质量、高标准的发展道路。