你真正了解3D动作捕捉吗？
时间： 14:22:32
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请闭上你的眼睛，开始进入回忆。想到JarJarBinks或者《PolarExpress》这些陷入“诡异谷效应”的电影。众所周知，这种感觉让人很不舒服，不过一些诸如动作捕捉这样的新技术在刚诞生的时候也是很拙劣的。我们现在先把这些都忘掉，走向这项技术的辉煌时代——从《指环王》的咕噜，到《阿凡达》，再到《复仇者联盟》的浩克。当然我们也不能漏掉游戏——《末日余生》拥有目前所有媒体中做得最好的动作捕捉之一，ElectronicArts自从《MaddenNFL‘94》就已经开始使用这种技术。那么究竟动作捕捉是什么东西呢？还有它是怎么做到的？它在以后能够取代真实演员或者让3D动画师失业吗？为了回答以上的问题，我们先将时光倒流100年。“诡异谷效应”主要是指在电脑游戏或电视游戏中，特别是超高画质的第一人称射击游戏中。即高分辨率贴图的大量使用导致模型边缘和远处场景失真。HDR和异向过滤补救不及时，以及空旷没有雾的场景中都会出现这种效应。虽然实际画面非常好，但是反而让玩家觉得“这只是一部游戏，不是电影，并不会真正存在”的消极想法，从而降低游戏乐趣。3D动作捕捉是什么？在你想象中的动作捕捉可能是有一些演员身穿贴有类似乒乓球的紧身衣上蹿下跳。不过在这个过程当中究竟发生了什么呢？其实很简单：游戏或者电影的制作人想把演员身体（和面部）做出的复杂动作转化成动画角色。这个过程甚至不需要使用计算机的帮助。动画师MaxFleischer在1914年的时候发明了“转描”（rotoscoping）技术，这种方法可以通过逐帧追踪现场拍摄的片段，做出像《墨水瓶人》（OutoftheInkwell）那样的卡通片。率先使用转描技术的动画长篇电影时迪斯尼在1937年上映的《白雪公主》。即使在动画师手绘出动画角色的年代，他们通常都会参考视频片段，研究某个场景中的表演，有时甚至会在镜子中观察自己。通过人手画出的数字动画被称为“关键帧动画”——或者在不同的“关键帧”之间填充角色的动作。为了使这个过程变得自动化，动画师们开始研究动作捕捉。来自西蒙弗雷泽大学的生物动力学专家TomCalvert利用机械捕捉套装开拓了一个新的领域。有一家公司做出了“Waldo”脸部及身体捕捉设备（见上图），用于捕捉一位演员的动作，并转换成任天堂的超级马里奥在展销会上与观众的互动。与此同时，麻省理工大学开发了一套基于LED的“视觉木偶”：这是第一个光学动作追踪系统。首先利用这项技术的是来自公司Kleiser-Walczak的怪异的Dozo音乐视频。起初动作捕捉是一个工作室专属的制作流程，其中会让一些演员穿着紧身衣在布满特殊的摄影机和灯光的片场中进行捕捉。《阿凡达》率先采用了“表演捕捉”技术，捕捉内容新增了多个演员、脸部表情和嘴唇动作。比如《黑色洛城》这样的游戏也通过结合脸部和全身捕捉大幅提升的真实感。另外《指环王》也将动作捕捉从工作室搬到了拍摄现场，让扮演咕噜的动作捕捉演员AndySerkis可以与其他演员进行互动。现场表演捕捉（包括脸部）现在已经成为了用户数字角色的通常做法，比如说《猩球崛起》（没错，演员还是安迪·瑟金斯——他非常受欢迎。）动捕专业户–安迪·瑟金斯3D动作捕捉的工作原理是什么？动作捕捉可以将演员的动作转换到数字角色上。使用追踪摄影机的捕捉系统（无论有无追踪标记）都可以被称为是“光学捕捉”，而测量惯性或者机械动作的系统就叫做“非光学”。后者的一个例子是SethRogan在《保罗》中扮演外星人时使用的XSensMVN惯性捕捉套装。最近也出现了一些其他的动作捕捉技术，例如LeapMotion的手指追踪深度摄影系统和MYO腕带，后者能够检测出手臂和手腕的肌肉活动。Google的ProjectTango主要用于测绘，但它也配有类似于Kinect的深度传感器，所以它也有进行动作捕捉的能力。光学系统通过位置标记或者3D特征的追踪来工作，然后将收集到的数据组合成演员大概的动作。主动的系统会使用会发光或者闪烁的标记，而被动的系统会使用不会发光的物体，比如说白球或者绘制的点（后者通常用于脸部捕捉）。无标记的系统会使用动作匹配软件的算法来追踪独特的特征，例如演员的服装或者鼻子，无需追踪标记。动作在经过捕捉之后会使用AutodeskMotionBuilder这样的软件映射到一副虚拟的动画角色“骨骼”上面。这样做出来的动画角色就像是真实的演员一样。在捕捉的过程中很难预计演员的动作转换到动画角色上的效果，所以经常会用到JamesCameron为《阿凡达》开发的“虚拟拍摄”（virtualcinematography）技术。简单来说这就是实时显示演员对应的数字角色（在虚拟场景），这样的话导演就可以看到动画角色的粗略“表演”。这种技术需要大量的计算，但是现在的计算机和显卡的计算速度足以胜任这项工作。3D动作捕捉的成本有多高？跟3D动画相关的制作过程的成本都很高，动作捕捉也是其中之一。不过跟其他数字技术一样，它的成本也会随着时间下降。在小规模的制作当中，我们可以在家中使用Kinect和售价295美元的ipiMotionCapture软件进行动作捕捉。而对于那些顶级规模的项目，比如EA的新CaptureLab占地18,000平方英尺，其中采用最新的ViconBlade动作捕捉软件和132个Vicon摄影机。我们不知道这些东西的成本是多少，但是双机的Vicon系统配套一个软件授权的价格是12,500美元。（另外还要想到你还需要像MotionBuilder这样的软件来将捕捉数据映射角色身上，而这个软件每个用户的授权价格大约为4,200美元。）我们先撇开这些售价，据称动作捕捉的成本大概是关键帧动画的四分之一到一半之间，它的结果是做出更加真实的动画。关于动作捕捉的争议是什么？像真的一样？算了吧。很多人其实都不喜欢动作捕捉，觉得它既普通又简单。如果你也是这样想的话，你会觉得动作捕捉很难比得上经典的任天堂风格游戏和传统的手绘动画片《千与千寻》或者华纳兄弟的《LooneyToons》系列，这些作品都是由ChuckJoens和宫崎骏这样的动画大师创作出来的，他们运用自己的艺术触觉和数千小时的手绘动画来做出令人印象深刻的动画。虽然Serkis的动作捕捉表演深刻地体现出了Gollum的精神分裂性格，但是关键帧动画师还是完成了大量的角色完善工作。然而Serkis独占了全部的功劳，并把动画师的工作称为“数字化妆”。对于制作人来说，动作捕捉可能是一个具有吸引力的节省成本方式，但是在大多数情况下，动作捕捉的数据并非“即拆即用”的，通常都需要大量（昂贵）的清理工作，它最终做出来的效果可能也不会达到制作人的要求。如果动画的动作只是接近人类，而不是完全一致的话，那么你就会进入恐怖谷的范围，令观众产生不安的感觉。相反我们最近看到了一个叫做《Cuphead》的游戏，它利用1930年代风格的手绘动画来吸引玩家。然而动作捕捉还是拥有独特的地位。现在的电子游戏需要真实的角色动作来提升游戏的真实感。一些通过动作捕捉实现的电影角色，包括《指环王》的Gollum，《加勒比海盗》的CaptainDavyJones，还有BenedictCumberbatch扮演的Smaug都成为的经典，这里也有扮演他们的演员的一部分功劳。这就是动作捕捉的精髓所在，令人难忘的数字角色同样来自天才演员令人难忘的表演。
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历史上的今天
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blogTitle:'OptiTrack 光学全身动作捕捉系统',
blogAbstract:'来源:北京圣思特科技有限公司:http://www.senztech.cn/showpros.aspx?proid=71
OptiTrack 全身
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{list wl as x}{/list}NOKOV光学动作捕捉系统
NOKOV光学动作捕捉系统是以目前最先进的技术和理念进行设计、性能质量最好的硬件制造的，能够实时输出高精确度、高频率运动学数据的世界领先水平的中国智造高性价比的光学三维动作捕捉系统。
NOKOV系统采用被动式红外光学原理设计，反光标志点（Marker）小巧轻便且无线无源，不发光，不发热，无辐射且不易损坏；并联方式连接，保证高实时性的同时提高了系统稳定性；高功率LED发光器，让光源更集中且高效耐用；集成POE数电同传技术，镜头至连接器仅需一根线！从基本原理到细节设计，一切简单友好而又强悍耐用！
NOKOV运动捕捉设备实现实时、快速、高精度地采集和记录物体的连续运动过程，包括单人、多人、动物及其他各类运动物体，使三维动作重建的效率比手工制作提高数百倍；其准确度以及逼真效果也得到质的飞跃，因此动作捕捉教育科研、医疗卫生、影视娱乐领域中广泛应用，包括刚体姿态分析、运动科学研究、医学步态分析、体育训、3D游戏动漫、电影特效、虚拟现实、人机交互、机器人仿真、工程动态测量等领域。
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。VR发展至今，三大动作捕捉系统都做了什么？
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随着游戏和电影的出现，经常运用在普通游戏和电影中的动作捕捉技术似乎有了更大的用武之地。部分来源：虎嗅网对于一款高质量的游戏来说，动作捕捉技术是必不可少的，它能够令角色的动作更加自然，同时减少人工设计所耗费的精力和时间。据17173网站报道，最近科技公司Noitom研发了一款可用于游戏开发的动作捕捉传感器装置“Perception Neuron”，它令游戏中的动作捕捉技术变成了可能，而动作捕捉技术往往是产业发展的催化剂。为什么说中的动作捕捉，是加速产业发展的催化器？首先，你要明白头戴是一种显示器，头戴型的显示器，它本身并不是能够独立运行某种的便携电脑。一个典型的例子便是微软的增强现实眼镜HoloLens，很多朋友会把它与头戴显示器混淆；但实际上，它不是显示器，而是一个完整的计算机硬件，内置处理器、RAM、显卡，可独立运行应用程序，Oculus Rift们却不行（备注：Oculus Rift可不行！）&大部分头戴显示器的主要购置其实都很相似，首先需要两块镜片、镜片后设置OLED屏幕，两者配合来实现沉浸式的3D画面感。其中，桌面级产品（Oculus Rift、HTC Vive和索尼Playstation ）都内置了屏幕，需要通过HDMI连接主机（PC、PS4）；而三星Gear 等手机端的产品则仅有镜片，需要将手机作为屏幕和主机实现显示、运行应用。头显明白了，那为什么动作捕捉能够推动产业的发展?目前动作捕捉系统有惯性式和光学式两大主流技术路线，而光学式又分为标定和非标定两种。那么我们可以将动作捕捉系统分为以下三大主类：基于计算机视觉的动作捕捉系统（光学式非标定）、基于马克点的光学动作捕捉系统（光学式标定）和基于惯性传感器的动作捕捉系统（惯性式）。接下来我们对这三种形式的动作捕捉系统进行简单的解析。计算机视觉的动作捕捉系统：该类动捕系统比较有代表性的产品分别有捕捉身体动作的Kinect，捕捉手势的Leap Motion和识别表情及手势的RealSense。该类动捕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进行动作捕捉的技术。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，基于二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。基于计算机视觉的动作捕捉系统进行人体动作捕捉和识别，可以利用少量的摄像机对监测区域的多目标进行监控，精度较高；同时，被监测对象不需要穿戴任何设备，约束性小。然而，采用视觉进行人体姿态捕捉会受到外界环境很大的影响，比如光照条件、背景、遮挡物和摄像机质量等，在火灾现场、矿井内等非可视环境中该方法则完全失效。另外，由于视觉域的限制，使用者的运动空间被限制在摄像机的视觉范围内，降低了实用性。基于马克点的光学动作捕捉系统：具有代表性的是美国的MotionAnalysis该类系统的原理是在运动物体关键部位（如人体的关节处等）粘贴Marker点，多个动作捕捉相机从不同角度实时探测Marker点，数据实时传输至数据处理工作站。根据三角测量原理精确额计算Marker点的空间坐标，再从生物运动学原理出发解算出骨骼的6自由度运动。根据标记点发光技术不同还分为主动式和被动式光学动作捕捉系统。基于马克点的光学动作捕捉系统采集的信号量大，空间解算算法复杂，其实时性与数据处理单元的运算速度和解算算法的复杂度有关。且该系统在捕捉对象运动时，肢体会遮挡标记点，另外对光学装置的标定工作程序复杂，这些因素都导致精度变低，价格也相对昂贵。基于马克点的光学动作捕捉系统可以实现同时捕捉多目标。但在捕捉多目标时，目标间若产生遮挡，将影响捕捉系统精度甚至会丢失捕捉目标。基于惯性传感器的动作捕捉系统：代表性的产品有诺亦腾开发的Perception Neuron，国承万通开发的Step。基于惯性传感器的动捕系统需要在身体的重要节点佩戴集成加速度计，陀螺仪和磁力计等惯性传感器设备，然后通过算法实现动作的捕捉。该系统由惯性器件和数据处理单元组成，数据处理单元利用惯性器件采集到的运动学信息，通过惯性导航原理即可完成运动目标的姿态角度测量。基于惯性传感器的动捕系统采集到的信号量少，便于实时完成姿态跟踪任务，解算得到的姿态信息范围大、灵敏度高、动态性能好，且惯性传感器体积小、便于佩戴、价格低廉。相比于上面提到的两种动作捕捉系统，基于惯性传感器的动作捕捉系统不会受到光照、背景等外界环境的干扰，又克服了摄像机监测区域受限的缺点，并可以实现多目标捕捉。但是由于测量噪声和游走误差等因素的影响，惯性传感器无法长时间地对人体姿态进行精确的跟踪。最后，我们可以通过下面的表格对这几种动作捕捉系统进行简单的对比：除了惯性式和光学式这两条主线外，还有机械电动式、声学式、电磁式等形式的动作捕捉系统，读者可通过网络等方式了解更多详细内容，此外，动作捕捉系统还需要配合头部追踪、眼动追踪才能发挥出最大的功效。库 (ID:co_ol)一个专注于、AR、人工智能领域的垂直网络媒体，致力于为从业者、投资人、爱好者们提供最专业、及时的咨询，并为创业者提供有价值的服务。
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一套的动作捕捉设备有什么？
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