陕西动画光学动作捕捉软件标定

    本实用新型属于运动捕捉技术领域，尤其涉及一种用于动作捕捉的反光标记物。背景技术：光学动作捕捉技术原理为在运动物体的关键部位设置**器，由动作捕捉系统捕捉**器位置，再经过计算机处理后得到运动物体的三维空间坐标数据。其中，**器是动作捕捉系统的关键部件之一，**器又称为marker点(标记点)、反光球、刚体等，通常使用的是一种涂有高反光材料的反光球，可粘贴于例如人体各主要关节部位，由动作捕捉镜头发出的红外光经反光球反射至动捕相机后，从而进行标记检测和空间定位。动作捕捉技术可以应用在动画制作、步态分析、生物力学、人机工程等领域，例如在动画制作领域，反光球设置在真实演员身上，其反射被照射到的红外光后，动作捕捉系统便可捕捉到真实演员的动作，然后将真实演员抠图出来实现动作还原并渲染至相应的虚拟形象身上便呈现出屏幕上的动画效果。然而，现有技术的反光球一般都是灰色或白色的球形，抠图背景一般为绿色或蓝色，这样在抠图时往往容易留下反光球的形态，从而影响外观真实性。技术实现要素：本实用新型为了解决现有技术中反光球不易抠图从而影响真实性的问题，提供一种用于动作捕捉的反光标记物。为了解决上述问题。准确地**测量参与者的动作，将这些动作实时检测出来，以便将这些数据反馈给显示和控制系统。陕西动画光学动作捕捉软件标定

    相当于在同一个动作帧中分别针对每个Marker进行逐次曝光，破坏了动作捕捉的Markers检测的同步性，导致运动变形，不利于快速动作的捕捉；第二，由于相机帧率很大部分用于单帧内对不同Marker点的识别，因此有效动作帧采样率较低，这点上也不利于快速运动的捕捉和数据分析；第三，LEDMarker可视角度小(发射角120度左右)，一个捕捉镜头内部通常集成了两个相机近距离采集，这种窄基线结构导致视觉三维测量精度较低，并且在运动过程中由于动作遮挡等问题仍然不可避免地导致频繁的数据缺失，如果为尽量避免遮挡造成的数据缺失，需要成倍增加动作捕捉镜头的数量弥补遮挡盲区问题，设备成本也随之成倍增加；第四，由于时序编码的原理局限，系统可支持的Marker总数有严格限制，在保证足够的采样率前提下，同时采集人数一般不宜超过2人，且Marker点数量越多，单帧逐点曝光时间越长，运动变形越严重。被动式光学系统图册被动式光学动作捕捉系统，也称反射式光学动作捕捉系统，其Marker点通常是一种高亮回归式反光球，粘贴于人体各主要关节部位，由动作捕捉镜头上发出的LED照射光经反光球反射至动捕相机，进行Marker的检测和空间定位。广东作战光学动作捕捉软件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。

    计算出关节点的空间位置信息。这类产品主要的优点是便携性强，操作简单，表演空间几乎不受限制，便于进行户外使用，但由于技术原理的局限，缺点也比较明显，一方面传感器本身不能进行空间***定位，通过各部分肢体姿态信息进行积分运算得到的空间位置信息造成不同程度的积分漂移，空间定位不准确；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。光学式光学式动作捕捉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**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。

    并且由于原理固有的局限导致运动自由度解算缺失（如骨骼的自旋信息等）造成动作变形等问题。标记点式光学动作捕捉系统一般由光学标识点（Markers）、动作捕捉相机、信号传输设备以及数据处理工作站组成，人们常称的光学式动作捕捉系统通常是指这类标记点式动作捕捉系统。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。这里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：主动式光学动作捕捉系统的Marker点由LED组成，LED粘贴于人体各个主要关节部位，LED之间通过线缆连接，由绑在人体表面的电源装置主动式光学系统图册供电，市场上**具**性的产品是美国的PhaseSpace，其主要优点是采用高亮LED作为光学标识，可在一定程度上进行室外动作捕捉，LED受脉冲信号控制明暗，以此对LED进行时域编码识别，识别鲁棒性好，有较高的**准确率；缺点是：***，时序编码的LED识别原理本质上是依靠相机在不同时刻对不同的Marker采集成像来进行ID标识。它将向 Motion capture 系统提供运动物体运动的位置信息，一般会随着捕捉的细致程度确定***的数目。

    动作捕捉技术的种类动作捕捉系统种类较多，一般地按照技术原理可分为：机械式、声学式、电磁式、惯性传感器式、光学式等五大类，其中光学式根据目标特征类型不同又可分为标记点式光学和无标记点式光学两类。近期市场上出现所谓的热能式动作捕捉系统，本质上属于无标记点式光学动作捕捉范畴，只是光学成像传感器主要工作在近红外或红外波段。机械式机械式动作捕捉系统依靠机械装置来**和测量运动轨迹。典型的系统由多个关节和刚性连杆组成，在可转动的关节中装有角度传感器，可以测得关节转动角度的变化情况。装置运动时，根据角度传感器所测得的角度变化和连杆的长度，可以得出杆件末端点在空间中的位置和运动轨迹。这里产品的普遍优点是成本低，精度高，采样频率高，但比较大的缺点是动作表演不方便，连杆式结构和传感器线缆对表演者动作约束和限制很大，特别是连贯的运动受到阻碍，难以实现真实的动态还原。声学式声学式动作捕捉系统一般由发送装置、接收系统和处理系统组成。发送装置一般是指超声波发生器，接收系统一般由三个以上的超声探头阵列组成。通过测量声波从一个发送装置到传感器的时间或者相位差，确定到接受传感器的距离。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。黑龙江影视光学动作捕捉软件偶像直播

虚拟现实系统 为实现人与虚拟环境及系统的交互，必须确定参与者的头部、手、身体等的位置与方向;陕西动画光学动作捕捉软件标定

还可以结合VR头盔，来一场身临其境、酣畅淋漓的游戏比赛，可用于虚拟仿真平台案例；***运用青瞳视觉的康复软件，其中关节活动与步态分析两项功能结合，运用到生命科学的课题中，让康复结合科学，体现实时、精确且客观的分析报告。

近十年中国的动捕技术呈现跨越式的发展，青瞳视觉成立以来一直专注研发光学动作捕捉技术在各领域的应用。在5G+云VR来临的时代，光学动捕技术不单单让用户体验加深沉浸感，还有交互体验，尽管移动互联网应用层出不穷，但为保障良好的用户体验，对传输时延要求更加严格，因此体验也是影响用户决策的主要因素之一。

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