動(dòng)作捕捉在影視行業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用
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2022-11-28
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werwer
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如果你關(guān)注電影、電視、動(dòng)漫或者游戲,我相信你聽(tīng)說(shuō)過(guò)動(dòng)作捕捉。事實(shí)上,無(wú)論是屏幕上的戰(zhàn)場(chǎng)還是真實(shí)的軍事領(lǐng)域,R&D設(shè)計(jì)的機(jī)器人/無(wú)人機(jī)到海底隧道的測(cè)量;Optics動(dòng)作捕捉在科研、工業(yè)、教育、娛樂(lè)、軍事等領(lǐng)域提供極其精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。那么問(wèn)題是光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)是如何工作的呢?
紅外動(dòng)作捕捉鏡頭采用光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng),防抓拍系統(tǒng)POE由一個(gè)連接器、動(dòng)作捕捉軟件和若干配件(如校準(zhǔn)工具、鏡頭云臺(tái)等)組成。).它的工作原理是:紅外線通過(guò)透鏡發(fā)射,紅外線反射到標(biāo)志點(diǎn)。鏡片上的感應(yīng)矩陣可以接收反射的紅外線,兩個(gè)鏡片同時(shí)工作,確定標(biāo)志點(diǎn)在三維空間的坐標(biāo);姿態(tài)分析通過(guò)向動(dòng)作捕捉軟件傳輸大量坐標(biāo)數(shù)據(jù)POE,可以解算出目標(biāo)在空間的位置、方向和軌跡,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的跟蹤。、
探討optical動(dòng)作捕捉system的具體工作流程及其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。
校準(zhǔn)
雖然理論上兩個(gè)鏡頭可以確定目標(biāo)在三維空間的坐標(biāo),但實(shí)際操作中目標(biāo)上的一些標(biāo)記點(diǎn)可能會(huì)被遮擋,所以一套o(hù)ptical動(dòng)作捕捉系統(tǒng)會(huì)配備多個(gè)鏡頭。標(biāo)定過(guò)程是利用標(biāo)定工具計(jì)算出鏡頭精確的空間位置和角度,建立三維空間坐標(biāo)(XYZ軸)準(zhǔn)備精確的動(dòng)作捕捉。
光學(xué)3D動(dòng)作捕捉系統(tǒng)中使用的校準(zhǔn)工具通過(guò)L形校準(zhǔn)工具確定空間X、Y和Z三個(gè)坐標(biāo)軸的方向和原點(diǎn)。
在光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)中,每個(gè)紅外動(dòng)作捕捉鏡頭都有一個(gè)發(fā)射紅外光的紅外(長(zhǎng)波)發(fā)射器;反射紅外光的標(biāo)記附著在被捕捉的目標(biāo)上,多鏡頭上的傳感器矩陣會(huì)接收標(biāo)記反射的紅外光。
將不同位置的鏡頭集合到標(biāo)記點(diǎn)的位置后,就可以計(jì)算出該點(diǎn)在空間中的三維坐標(biāo)。通過(guò)這一原理,動(dòng)作捕捉系統(tǒng)可以同時(shí)采集目標(biāo)上多個(gè)標(biāo)志點(diǎn)的一系列三維坐標(biāo)。
捕獲的主要目的是跟蹤和恢復(fù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)信息。在時(shí)間軸上,多個(gè)鏡頭可以跟蹤標(biāo)記點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡和信息。
在采集過(guò)程中,動(dòng)作捕捉lens的分辨率和頻率非常重要,直接決定了動(dòng)作捕捉的精度。動(dòng)作捕捉的精度要求非常嚴(yán)格,無(wú)論是娛樂(lè)、科研、工業(yè)、軍事等領(lǐng)域。目前世界頂級(jí)的抓拍鏡頭,分辨率1200萬(wàn)像素,頻率340Hz,精度達(dá)到亞毫米級(jí)。
反射標(biāo)志是動(dòng)作捕捉中應(yīng)用最廣泛的傳感器,因?yàn)樗亓枯p,體積小,成本低,不易損壞。無(wú)論捕捉目標(biāo)是演員、動(dòng)物、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人、殘疾患者、職業(yè)運(yùn)動(dòng)員,都不會(huì)干擾目標(biāo)動(dòng)作,從而實(shí)現(xiàn)最真實(shí)、最準(zhǔn)確的動(dòng)作捕捉。
識(shí)別目標(biāo)
在收集跟蹤了optical動(dòng)作捕捉系統(tǒng)之后,還有一個(gè)重要的任務(wù):識(shí)別。
無(wú)論運(yùn)動(dòng)捕捉的目標(biāo)是表演者、機(jī)器人/無(wú)人機(jī)、船舶、車(chē)輛模型,都需要分析各個(gè)標(biāo)記點(diǎn)之間的相互位置關(guān)系。所以動(dòng)作捕捉system第一次工作時(shí),系統(tǒng)需要對(duì)每個(gè)識(shí)別點(diǎn)進(jìn)行編碼,建立整個(gè)目標(biāo)參考模板(如果目標(biāo)是人,這個(gè)模板就是人的骨架模型)。然后動(dòng)作捕捉system會(huì)根據(jù)這個(gè)模板完成識(shí)別工作。