| 光学运动捕捉技术简介

光学式运动捕捉通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完成运动捕捉的任务。目前常见的光学
式运动捕捉大多基于计算机视觉原理。从理论上说,对于空间中的一个点,只要它能同时为两
部相机所见,则根据同一时刻两部相机所拍摄的图像和相机参数,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。
典型的光学式运动捕捉系统通常使用6~8个相机环绕表演场地排列,这些相机的视野重叠区域
就是表演者的动作范围。为了便于处理,通常要求表演者穿上单色的服装,在身体的关键部位
,如关节、髋部、肘、腕等位置贴上一些特制的标志或发光点,称为"Marker",视觉系统将识
别和处理这些标志,如图4所示。系统定标后,相机连续拍摄表演者的动作,并将图像序列保
存下来,然后再进行分析和处理,识别其中的标志点,并计算其在每一瞬间的空间位置,进而
得到其运动轨迹。为了得到准确的运动轨迹,相机应有较高的拍摄速率,一般要达到每秒60帧
以上。
如果在表演者的脸部表情关键点贴上Marker,则可以实现表情捕捉,如图5所示。目前大部分
表情捕捉都采用光学式。
有些光学运动捕捉系统不依靠Marker作为识别标志,例如根据目标的侧影来提取其运动信息,
或者利用有网格的背景简化处理过程等。目前研究人员正在研究不依靠Marker,而应用图像识
别、分析技术,由视觉系统直接识别表演者身体关键部位并测量其运动轨迹的技术,估计将很
快投入实用。
光学式运动捕捉的优点是表演者活动范围大,无电缆、机械装置的限制,表演者可以自由地表
演,使用很方便。其采样速率较高,可以满足多数高速运动测量的需要。Marker的价格便宜,
便于扩充。
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