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动作捕捉系统的种类介绍
时间:2021-01-14 点击次数:230
   不同的动作捕捉系统依照的原理不同,系统组成也不尽相同。总体来讲,动作捕捉系统通常由硬件和软件两大部分构成。硬件一般包含信号发射与接收传感器、 信号传输设备以及数据处理设备等;软件一般包含系统设置、 空间定位定标、 运动捕捉以及数据处理等功能模块。信号发射传感器通常位于运动物体的关键部位,例如人体的关节处,持续发出的信号由定位传感器接收后,通过传输设备进入数据处理工作站,在软件中进行运动解算得到连贯的三维运动数据,包括运动目标的三维空间坐标.人体关节的6自由度运动参数等,并生成三维骨骼动作数据,可用于驱动骨骼动画,这就是动作捕捉系统普遍的工作流程。
  动作捕捉系统的种类介绍:
  惯性传感器式动作捕捉系统
  由姿态传感器、信号接收器和数据处理系统组成。姿态传感器固定于人体各主要肢体部位,通过蓝牙等无线传输方式将姿态信号传送至数据处理系统,进行运动解算。中姿态传感器集成了惯性传感器、重力传感器、加速度计、磁感应计、微陀螺仪等元素,得到各部分肢体的姿态信息,再结合骨骼的长度信息和骨骼层级连接关系,计算出关节点的空间位置信息。这类产品主要的优点是便携性强,操作简单,表演空间几乎不受限制,便于进行户外使用,但由于技术原理的局限,缺点也比较明显,一方面传感器本身不能进行空间定位,通过各部分肢体姿态信息进行积分运算得到的空间位置信息造成不同程度的积分漂移,空间定位不准确:另- -方面原理本身基于单脚支撑和地面约束假设,系统无法进行双脚离地的运动定位解算;此外,传感器的自身重量以及线缆连接也会对动作表演形成一定的约束,并且设备成本随捕捉对象数量的增加成倍增长,有些传感器还会受周围环境铁磁体影响精度。
  光学式动作捕捉系统
  基于计算机视觉原理,由多个高速相机从不同角度对目标特征点的监视和跟踪来完成运动捕捉的任务。理论上对于空间中的任意一个点只要它能同时为两部相机所见,就可以确定这一-时刻该点在空间中的位置。当相机以足够高的速率连续拍摄时,从图像序列中就可以得到该点的运动轨迹。这类系统采集传感器通常都是光学相机,不同的是目标传感器类型不一, -种是在物体上不额外添加标记,基于=维图像特征或三维形状特征提取的关节信息作为探测目标,这类系统可统称为无标记点式光学动作捕捉系统,另一种是在物体上粘贴标记点作为目标传感器,这类系统称为标记点式光学动作捕捉。
  声学式动作捕捉系统
  -般由发送装置、接收系统和处理系统组成。发送装置-般是指超声波发生器,接收系统一般由三个以上的超声探头阵列组成。通过测量声波从一个发送装置到传感器的时间或者相位差。确定到接受传感器的距离,由三个呈三角排列的接收传感器得到的距离信息解算出超声发生器到接收器的位置和方向。其大优点是成本低,但缺点是精度较差,实时性不高,受噪声和多次反射等因素影响较大。

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