上世紀七、八十年代，動作捕捉開始是作為生物力學研究中的攝影圖像分析工具，隨著技術的日漸成熟，該技術開始拓展到教育、訓練、運動、電腦動畫、電視、電影、視頻游戲等領域。使用者在各個關節(jié)處配備有標記點(Marker)，通過標記點間位置和角度的變化來識別動作。

北京歐雷運動捕捉系統(tǒng)應用案例：《猩球崛起》
 

　　隨著計算機軟硬件技術的飛速發(fā)展和動畫制作要求的提高，在發(fā)達國家，運動捕捉已經(jīng)進入了實用化階段，成功地用于虛擬現(xiàn)實、游戲、人體工程學研究、模擬訓練、生物力學研究等許多方面。從技術的角度來說，運動捕捉的實質(zhì)就是要測量、跟蹤、記錄物體在三維空間中的運動軌跡，典型的運動捕捉設備一般由以下幾個部分組成：

北京歐雷運動捕捉系統(tǒng)應用效果案例展示
 

　　傳感器：所謂傳感器是固定在運動物體特定部位的跟蹤裝置，它將向Motion capture系統(tǒng)提供運動物體運動的位置信息，一般會隨著捕捉的細致程度確定跟蹤器的數(shù)目。

　　信號捕捉設備：這種設備會因 Motion capture 系統(tǒng)的類型不同而有所區(qū)別，它們負責位置信號的捕捉。對于機械系統(tǒng)來說是一塊捕捉電信號的線路板，對于光學 Motion capture 系統(tǒng)則是高分辨率紅外攝像機。

　　數(shù)據(jù)傳輸設備：Motion capture 系統(tǒng)，特別是需要實時效果的 Motion capture 系統(tǒng)需要將大量的運動數(shù)據(jù)從信號捕捉設備快速準確地傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)進行處理，而數(shù)據(jù)傳輸設備就是用來完成此項工作的。

　　數(shù)據(jù)處理設備：經(jīng)過 Motion capture 系統(tǒng)捕捉到的數(shù)據(jù)需要修正、處理后還要有三維模型向結合才能完成計算機動畫制作的工作，這就需要我們應用數(shù)據(jù)處理軟件或硬件來完成此項工作。軟件也好硬件也罷它們都是借助計算機對數(shù)據(jù)高速的運算能力來完成數(shù)據(jù)的處理，使三維模型自然地運動起來。

歐雷新宇動畫告訴你為何使用動作捕捉設備

北京歐雷運動捕捉系統(tǒng)應用效果案例展示


北京歐雷運動捕捉系統(tǒng)應用效果案例展示
 

　　以往的建模方式一般采用3dmax或者Maya這樣的建模工具實現(xiàn)。制作周期長，實現(xiàn)難度大。比如在模型制作中我們需要對虛擬人物的動作進行一禎一禎的制作(而一秒的動作則需要24禎，一般的一個動作約為1-2秒)，傳統(tǒng)方式只能采取原始的手工方式，在軟件中一幀一幀的去調(diào)整人物的骨骼數(shù)據(jù)，同時由于調(diào)整骨骼動作對技術人員的要求很高，很難在短時間里做出滿意的結果，動作常常是古怪變形，所以大量的時間都耗費在了骨骼動作調(diào)整上，直接造成了所有涉及到骨骼動作的作品進度嚴重緩慢的結果;通知由于耗費的時間過長，影響了制作的進度周期。

　　根據(jù)科學的統(tǒng)計：一秒鐘的高品質(zhì)動畫制作的市場價超過150美元，一秒鐘的勞力消耗約為8人/小時，其中5.5個單位是動畫人的關鍵楨制作。而使用慣性動作捕捉，1秒鐘的勞力消耗少于1人/小時，這在節(jié)省4.5個小時的同時，仍可以再制作超過4.5秒的動畫。 

　　北京歐雷新宇光學式運動捕捉通過對目標上特定光點的監(jiān)視和跟蹤來完成運動捕捉的任務，常見的光學式運動捕捉大多基于計算機視覺原理。從理論上說，對于空間中的一個點，只要它能同時為兩部相機所見，則根據(jù)同一時刻兩部相機所拍攝的圖像和相機參數(shù)，可以確定這一時刻該點在空間中的位置。當相機以足夠高的速率連續(xù)拍攝時，從圖像序列中就可以得到該點的運動軌跡。

北京歐雷運動捕捉系統(tǒng)應用效果案例展示
 

　　北京歐雷新宇光學式運動捕捉系統(tǒng)通常使用6～8個相機環(huán)繞表演場地排列，這些相機的視野重疊區(qū)域就是表演者的動作范圍。為了便于處理，通常要求表演者穿上單色的服裝，在身體的關鍵部位，如關節(jié)、髖部、肘、腕等位置貼上一些特制的標志或發(fā)光點，稱為 "Marker"，視覺系統(tǒng)將識別和處理這些標志，系統(tǒng)定標后，相機連續(xù)拍攝表演者的動作，并將圖像序列保存下來，然后再進行分析和處理，識別其中的標志點，并計算其在每一瞬間的空間位置，進而得到其運動軌跡。為了得到準確的運動軌跡，相機應有較高的拍攝速率，一般要達到每秒60幀以上。

　　如果在表演者的臉部表情關鍵點貼上Marker，則可以實現(xiàn)表情捕捉，大部分表情捕捉都采用光學式。有些光學運動捕捉系統(tǒng)不依靠Marker作為識別標志，例如根據(jù)目標的側(cè)影來提取其運動信息，或者利用有網(wǎng)格的背景簡化處理過程等。北京歐雷新宇研究人員正在研究不依靠Marker而應用圖像識別、分析技術，由視覺系統(tǒng)直接識別表演者身體關鍵部位并測量其運動軌跡的技術，估計將很快投入實用。

　　北京歐雷新宇光學式運動捕捉的優(yōu)點是表演者活動范圍大，無電纜、機械裝置的限制，表演者可以自由地表演，使用很方便。其采樣速率較高，可以滿足多數(shù)高速運動測量的需要。Marker數(shù)量可根據(jù)實際應用購置添加，便于系統(tǒng)擴充。

　　動作捕捉系統(tǒng)的軟件開發(fā)工具包為用戶提供了高性價比的人體動作捕捉解決方案，客戶可以在實際的追蹤應用需要中使用業(yè)內(nèi)熱門的動作捕捉裝置。