黑龙江教学光学动作捕捉软件光学摄像头硬件

时间:2021年03月22日 来源:

    一方面软件需要通过**进行不同目标的识别和区分,另一方面通过**预测可以缩小目标探测区域,有效地提升计算速率和捕捉实时性。一旦**失败,往往动作捕捉数据会出错,严重的会导致丢失关键帧,影响捕捉的实时性。一般地讲,相机帧率越高,**性能越好,即捕捉数据正确率越高(主动式光学系统除外,参见下节)。通常为了实现较好的动作捕捉性能,专业的动作捕捉系统制造商都会进行深入的研究以平衡硬件性能参数来满足使用要求。其中,动作捕捉相机分辨率和采集帧率是比较重要的一对相关参数,简单地说,分辨率越高应该对应越高的采集帧率,因为分辨率增加相当于目标在图像上的运动预测不确定度增加,为保证计算速度,在**搜索窗口不变的情况下,目标逃离**窗口的概率大幅增加造成**失败,解决这个问题**有效的方法就是提高采集帧率,降低运动预测的不确定度,以确保**正确率。专业的动作捕捉相机分辨率与帧率的关系一般应满足如下关系:相机分辨率与帧率的关系图册当系统不能达到足够的采集帧率时,**明显的使用问题是快速运动捕捉能力差,例如对人体进行击打、踢腿等动作捕捉时,运动数据往往会频繁出错,造成无法进行现场动画演示,且**增加数据后处理的工作量。运动捕捉技术完成了将表情和动作数字化的工作,提供了新的人机交互手段;黑龙江教学光学动作捕捉软件光学摄像头硬件

    一般可从以下几个方面进行性能评估:定位精度、采样频率、动作数据质量、快速捕捉能力、多目标捕捉能力、运动范围、环境约束、使用便捷性、适用性等,据此对当前市场上常见的几种动作捕捉系统进行对比如下:系统对比选择动作捕捉系统没有统一的标准,用户应充分衡量自身的需求和一般使用情况,通常可以采取以下步骤筛选**适合自身使用的系统:1.一般情况下,注重综合性能的,包括精度、动作数据质量和适用性等,首先考虑被动式光学系统,可以得到很好的精度和动作效果,适用性强,是现有动作捕捉技术中**为成熟的一种,应用案例**多,经典的电影***和CG作品中大多采用这种技术,较为实用,适合多数用户使用;2.强调室外应用并且具备较好的定位精度的,考虑主动式光学系统,尽管在其他性能方面做出一定程度的让步,但可以兼顾室外应用和定位精度的特殊应用需求;3.强调室外应用并且运动范围几乎不受限制的,考虑惯性式系统,系统受环境约束很少,前提是对动作质量要求不高;4.强调便捷性,特别是应用于人机交互、动作识别领域,对动作精度、质量及可靠性要求较低的,考虑无标记点式系统,如微软的Kinect传感器,在实用性和成本方面是其它系统无法比拟的。黑龙江教学光学动作捕捉软件光学摄像头硬件并为最终实现可以理解人类表情、动作的计算机系统和机器人提供了技术基础。

    另一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[2][3],由多个高速相机从不同角度对目标特征点的监视和**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一,一种是在物体上不额外添加标记,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,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。无标记点式光学动作捕捉[4]原理大致有三种:***种是基于普通视频图像的运动捕捉,通过二维图像人形检测提取关节点在二维图像中的坐标,无标记点式光学系统图册再根据多相机视觉三维测量计算关节的三维空间坐标。由于普通图像信息冗杂。

    二维或三维动画制作过程中,角色动作或表情一般都是通过手工绘制或通过动画师调节软件中角色模型的“骨骼”或控制器生成。由于角色或人的动作与表情极其复杂,且动画师不是专业表演者,手工方式的动作绘制或调节使得影视动画中的角色不够生动逼真,而且制作时间长、效率低、实时性不够。动作捕捉技术应用在影视动画制作的主要目的是解决影视动画制作中表演艺术与动漫卡通风格特征完美结合,扩展导演讲述故事的自由度,提高工业生产效率。在二十世纪70年代,迪斯尼就尝试通过捕捉演员的动作来改进动画制作效果。现在大量电影与动画片或游戏制作都***采用动作捕捉技术,该技术现阶段呈现出许多新特点与新趋势。一、动作捕捉技术动作捕捉技术的雏形是1915年动画大师MaxFlEischer研制的一个将胶片内容打到透光台上的放映机,动画师照着画面人物动作造型绘制角色动作,从而使角色栩栩如生。1994年,三维运动轨迹捕捉技术正式商业化,2011年,利用***动作捕捉技术拍摄的,没有一只真实动物参与表演的影片《猩球崛起》,达到了动作捕捉技术应用的新高峰。动作捕捉技术从表演系统上分主要有身体运动捕捉和表情捕捉,从技术原理上分主要为机械式、声学式、电磁式和光学式[4]。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。

此次的展品青瞳将搭建一个平台,在这个平台中表演者(一人或多人)穿着光学动捕服,在不同的应用领域,呈现不一样的光学动捕效果。如Œ目前**为热门的虚拟偶像直播带货,可以以虚实直播的方式,在展会呈现虚拟仿真案例(案例:小鹏汽车P7虚实直播发布会);或者舞蹈教学表演,以表演者即兴舞蹈带动二次元模型,可以录制数据做到课后讲解,也可以捕捉数据直接用在动画或游戏的制作中;Ž动作捕捉系统还可以应用在体育教学中,如羽毛球双人比赛,青瞳视觉的运动分析软件可以通过光学动捕系统进行捕捉定位运动员的运动数据,实时捕捉且记录、分析。或者利用有网格的背景简化处理过程等。重庆VR沉浸式光学动作捕捉软件成像特点

对于机械系统来说是一块捕捉电信号的线路板,对于光学 Motion capture 系统则是**辨率红外摄像机。黑龙江教学光学动作捕捉软件光学摄像头硬件

    这种计算通常鲁棒性较差,速度很慢,实时性不好,且关节缺乏定量信息参照,计算误差较大,这类技术目前多处于实验室研究阶段;第二种是基于主动热源照射分离前后景信息的红外相机图像的运动捕捉,即所谓的热能式动作捕捉,原理与***种类似,只是经过热光源照射后,图像前景和背景分离使得人形检测速度大幅提升,提升了三维重建的鲁棒性和计算速率,但热源从固定方向照射,导致动作捕捉时人体运动方向受限,难以进行360度***的动作捕捉,例如转身、俯仰等动作并不适用,且同样无法突破因缺乏明确的关节参照信息导致计算误差大的技术壁垒;第三种是三维深度信息的运动捕捉,系统基于结构光编码投射实时获取视场内物体的三维深度信息,根据三维形貌进行人形检测,提取关节运动轨迹,这类技术的**产品是微软公司的kinect传感器[5],其动作识别鲁棒性较好,采样速率高,价格非常低廉,有不少爱好者尝试使用kinect进行动作捕捉,效果并不尽如人意,这是因为kinect的应用定位是一款动作识别传感器,而不是精确捕捉,同样存在关节位置计算误差大,层级骨骼运动累积变形等问题。总体来讲,无标记点式动作捕捉普遍存在的问题是动作捕捉精度低。黑龙江教学光学动作捕捉软件光学摄像头硬件

上海青瞳视觉科技有限公司是一家专注于红外光学位置追踪系统及虚拟现实平台研发的高科技企业,成立于2015年8月,公司位于上海大学科技园内,是国内光学动作捕捉系统生产商之一。公司由一支高素质的研发团队组建,主要成员来自于中科院自动化所、上海交通大学等国内知名高校且具有多年研发经验。目前公司具有完全自主知识产权、自行生产的光学动作捕捉设备和软件,成功研发并推出CMTracker动作捕捉、IQFace表情捕捉、VirtualHand手势捕捉、SLAM定位、VRWizard虚拟仿真平台等产品。系统服务于虚拟现实主题乐园,影视,游戏等泛娱乐等文化产业,也可应用于医疗、运动分析、工业仿真、机器人、无人机等领域。在VR和AR技术影响世界科技创新浪潮之际,团队专注于交互方案研究,为客户提供稳定,满意的交互方案。

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