Motion capture 动作捕捉 什么是动作捕捉（motion capture）? 动作捕捉是指使用动作捕捉设备和计算机软件追踪并以一系列三维点坐标的形式记录现实生活中各种物体的运动，并用这些三维坐标点驱动计算机角色动画或其它模型的运动。 动作捕捉的应用 娱乐业 科学和工程学 电影 电视 游戏 互联网 运动科学 医学诊断 生物力学 虚拟现实 人类工程学 动作捕捉在电影中的应用 增加三维角色动画动作的真实感 群众大场面 不能由真人演出的场景 动作捕捉在电视中的应用 虚拟主持人 动画系列剧 广告 《光影周刊》 小龙是一个由电脑合成的三维动画人物，身高1．75米。小龙采用了动作捕捉技术，制作费时费力，从原型设计到最终成型，用了整整一年的时间，身价上百万。 动作捕捉在游戏中的应用 目的 降低开发成本和周期 生产更酷的游戏 动作捕捉在游戏中的应用 应用 游戏角色的动作 电影片断（过关动画） 动作捕捉在互联网的应用 网站虚拟主人 贺卡 动作捕捉在运动科学中的应用 使用运动捕捉技术，可以获得某项运动的运动学和动力学特征，相应的软件分析系统能重放、覆盖捕捉并能从任何角度观察运动员的整个运动过程，有助于任何职业运动员和体育爱好者改进他们的动作。 动作捕捉在医学中的应用 及时发现一些疾病 实时测量并定量分析步态，有助于尽早诊断诸如帕金森综合症或多发性硬化等神经肌肉退化的疾病 评估并缩短恢复过程 使用运动捕捉技术分析肌肉、骨骼受伤的病人，来定量评估恢复状况，并相应调整恢复训练的计划。 动作捕捉的应用 娱乐业 科学和工程学 电影 电视 游戏 互联网 运动科学 医学诊断 生物力学 虚拟现实 人类工程学 动作捕捉的分类 按捕捉原理分 按捕捉范围分 光学捕捉系统 磁性捕捉系统 机电捕捉系统 全身捕捉系统 面部捕捉系统 手部捕捉系统 光学捕捉系统 原理 围绕在捕捉区域周围的若干只高分辨率摄像头同时追踪附在表演者或其他物体身上的标记点，同一时刻不同摄像头拍摄的包含某标记点的帧画面送入计算机，应用软件使用三角测量法计算该标记点在三维空间的位置。从而可以纪录某一段时间内运动物体上所有标记点在三维空间中的运动。 光学捕捉系统分类 被动式 发光二极管脉冲式 光学捕捉系统的优点 演员表演时动作不受限制 捕捉范围大、帧率高 可捕捉动物和道具 光学捕捉系统缺点 标记点阻塞 非时实 价格昂贵 在捕捉区域中心的上方悬挂一个磁场发射器，表演者的主要关节上捆绑传感器，这些传感器能通过测量磁场的能量来定位和磁场发射器之间的空间关系，传感器获得的信号输入计算机并用相应的软件重构传感器在三维空间的位置 磁性捕捉系统原理 磁性捕捉系统的分类 直流电磁场 交流电磁场 有线系统 无线系统 磁性捕捉系统的特点 优点 时实回放 缺点 易受捕捉区域周围环境中的金属物体和电磁场的影响 每个传感器连接到计算机的电缆限制了演员的活动 帧率低 磁场不均匀 机电式捕捉系统的原理 由轻质铝杆和电位计制成外骨骼，电位计安装在表演者的主要关节处，铝杆随表演者骨骼的运动而运动。关节处的电位计随铝杆的旋转角改变而改变电压。电位计和陀螺仪中的模数转换器把各个关节的电压模拟值变化转换成数字值并输入计算机，相应的软件重新建构电位计（标记点）在三维空间中的位置。 机电式捕捉系统的特点 优点 捕捉范围大 便宜 缺点 不能纪录演员和其他物体的相对位置 不能完成复杂的动作 脸部表情捕捉 原理 一个摄像头的光学捕捉系统 放置标记点最基本的位置：嘴唇周围、脸颊、眉毛、眼皮。 捕捉的数据驱动三维角色脸部网格矢量的运动 专用于脸部表情捕捉的软件可以同时纪录声音，使口型和声音匹配 手部动作捕捉 光学捕捉法 使用数据手套 Motion capture 动作捕捉

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