通過布置在視場(chǎng)中的多個(gè)光學(xué)透鏡，從不同角度捕捉固定在人體/物體表面的反射標(biāo)志的位置信息，并捕捉其動(dòng)作姿態(tài)。根據(jù)被攝物體/人的不同特征，光學(xué)動(dòng)態(tài)姿態(tài)分析捕捉還可以分為未標(biāo)記點(diǎn)光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)和標(biāo)記點(diǎn)光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)。

　　(1)無標(biāo)記點(diǎn)光學(xué)原理運(yùn)動(dòng)捕捉:

　　第一種方法是基于普通視頻圖像的運(yùn)動(dòng)捕捉

　　第二種是基于主動(dòng)熱源照射分離前景和背景信息的紅外相機(jī)圖像的運(yùn)動(dòng)捕捉，也稱為熱能型運(yùn)動(dòng)捕捉，其原理與第一種類似。

　　第三個(gè)是三維深度信息的運(yùn)動(dòng)捕捉。該系統(tǒng)基于結(jié)構(gòu)光編碼投影，可以實(shí)時(shí)獲取視場(chǎng)中物體的三維深度信息，根據(jù)三維形狀檢測(cè)人體輪廓，提取關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)軌跡。

　　總的來說，無標(biāo)記點(diǎn)運(yùn)動(dòng)捕捉還是存在一些問題，比如動(dòng)態(tài)捕捉準(zhǔn)確率低，運(yùn)動(dòng)變形等。

　　(2)標(biāo)記點(diǎn)光學(xué)原理運(yùn)動(dòng)捕捉:

　　標(biāo)記光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)通過多個(gè)光學(xué)相機(jī)從各個(gè)角度捕捉附著在被捕捉物體/人關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上的標(biāo)記點(diǎn)，并實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理工作站。利用三角測(cè)量原理計(jì)算出該點(diǎn)的精確空間坐標(biāo)，進(jìn)而計(jì)算出骨骼的六自由度運(yùn)動(dòng)。主動(dòng)和被動(dòng)光學(xué)動(dòng)態(tài)捕捉根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)的類型進(jìn)行分類。

　　A.活躍的

　　以LED為識(shí)別點(diǎn)，將LED貼在人體的關(guān)節(jié)處，然后用電纜連接供電。

　　優(yōu)勢(shì):

　　跟蹤精度高，識(shí)別魯棒性好。并且自帶光源，室內(nèi)室外皆可使用，不受場(chǎng)地限制。

　　缺點(diǎn):

　　運(yùn)動(dòng)失真——時(shí)序編碼的LED識(shí)別原理依靠攝像頭采集每個(gè)時(shí)刻多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的成像識(shí)別ID，破壞了同步性，有效動(dòng)作幀的采樣率低，不適合捕捉快速動(dòng)作和數(shù)據(jù)分析；

　　精度低———LED標(biāo)記點(diǎn)的可視角度小，往往將兩個(gè)攝像頭集成在一個(gè)光學(xué)移動(dòng)捕捉鏡頭中進(jìn)行近距離采集，這種狹窄的基線結(jié)構(gòu)直接影響視覺三維測(cè)量的精度；

　　成本翻倍——和上一個(gè)問題一樣，運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)遮擋造成數(shù)據(jù)丟失是必然的。要解決盲目遮擋的問題，只有鏡頭數(shù)量翻倍，設(shè)備成本也會(huì)上升；

　　人數(shù)有限——仍受時(shí)序編碼原理限制，系統(tǒng)只能攜帶一定數(shù)量的識(shí)別點(diǎn)，通常不超過2人同時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)抓拍采集。

　　B.消極的

　　在被動(dòng)式光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)中，反射式標(biāo)記點(diǎn)附著在被捕獲物體/人的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上，光學(xué)運(yùn)動(dòng)相機(jī)發(fā)出的紅外光被標(biāo)記表面的反射涂層反射到運(yùn)動(dòng)相機(jī)中，在三維空間中定位該點(diǎn)。

　　優(yōu)勢(shì):

　　技術(shù)成熟，精度高，采樣率高，延時(shí)低，定位準(zhǔn)確，無障礙性能，標(biāo)記點(diǎn)成本低，點(diǎn)的增加和分布靈活，也適用于水下環(huán)境。

　　缺點(diǎn):

　　環(huán)境約束——被動(dòng)標(biāo)志點(diǎn)自身不發(fā)光，通過調(diào)節(jié)光學(xué)相機(jī)的閾值來采集。陽光直射或其他反射物的干擾會(huì)影響捕捉效果；

　　無遮擋阻力——一旦運(yùn)動(dòng)過程中反光標(biāo)志點(diǎn)被完全遮擋，就會(huì)造成運(yùn)動(dòng)錯(cuò)位，后期需要手動(dòng)修復(fù)數(shù)據(jù)，或者使用光線和慣性混合的方法避免遮擋。