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最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最为成熟的一种,应用案例最多,经典的电影特效和CG作品中大多采用这种技术,较为实用,适合多数用户使用。产品有Vicon、魔神、天远等光学动作捕捉系统。
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。产品有Phasespace等主动式光学动作捕捉系统。
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。产品有Xsens、3D Suit等惯性动作捕捉系统。
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。
动作捕捉技术的原理主要是利用外部设备来对人体结构或其他物体的位移进行数据记录和姿态还原,这些设备可以分为光学、惯性、机械等不同类型,它们各有优缺点和适用范围。
光学动作捕捉系统是利用摄像机或其他光学设备来记录被捕捉对象上附着的标记点或特征点的位置和运动,然后通过计算机视觉算法来重建三维姿态。光学动作捕捉系统通常利用红外光和反光标识点,可以分为标定和非标定两种:标定的系统需要在被捕捉对象上贴上反光或发光的小球,非标定的系统则可以直接识别人体或物体的自然特征。光学动作捕捉系统的优点是精度高、延迟低、不受电磁干扰,缺点是成本高、设备复杂、空间受限、易受环境光影响。
惯性动作捕捉系统是利用惯性传感器(如加速度计、陀螺仪等)来测量被捕捉对象上各个部位的加速度和角速度,然后通过积分运算来计算出位置和姿态。惯性动作捕捉系统不需要外部设备或参考物,因此可以在任何环境下使用,且具有较高的灵活性和便携性。惯性动作捕捉系统的优点是成本低、设备简单、空间不受限,缺点是精度较低、延迟较高、易受累积误差和温漂影响。
机械动作捕捉系统是利用机械装置(如关节臂或外骨骼等)来连接被捕捉对象的各个关节,然后通过测量装置上的角度或长度变化来计算出位置和姿态。机械动作捕捉系统不受环境光或电磁干扰的影响,且具有较高的精度和实时性。机械动作捕捉系统的优点是成本相对低、设备相对简单、精度较高、延迟较低,缺点是空间受限、灵活性差、易受机械摩擦和磨损影响 。
动作捕捉技术种类很多,有光学形式的,有惯性的,还有基于实时图像解算的,惯性的是基于imu自我反向推算的,精度比较差,时间长了有漂移,光学动作捕捉系统是从外部捕捉标记点的坐标并转化成骨骼运动,所以追求精度和稳定的化采用光学的,当然光学的比较贵,如果是小型的游戏要求不高的可以采用惯性动作捕捉光学动作捕捉系统