概述
動作捕捉是在運動物體的關鍵部位設置跟蹤器。英文名稱Motion capture,簡稱Mocap。Mocap應用方面有電影行業、動畫產業、運動分析、虛擬現實等。
主流產品和廠家
動作捕捉分為5類,聲學式、光學式、慣性式、電磁式、機械式動作捕捉5類。而現在主流的動作捕捉類型主要是慣性式和光學式。動作捕捉解決方案一般都是硬件加軟件的組成(光學式硬件是至少三個以上攝像機,軟件主要用來計算和后期處理標記點的三維空間位置。慣性式硬件大多都是綁帶+若干個IMU)。
一方面,慣性式主要用的是IMU,IMU主要由陀螺儀、磁力計、加速度計等組成,將IMU放置在人體上,可以測量轉向,運動加速度和位置變化。慣性式價格便宜,對於精度要求不高的應用下很適用,所以線下體驗店和專業用戶大多都會選擇慣性式。但是慣性式使用時間一長就會發生位置漂移,這也是一大劣勢。
另一方面,光學式主要有被動光學式和主動光學式兩種,兩者區別就是標記問題,主動標記和被動標記,主動標記自發光,被動標記反射光(塗逆反射材料)。光學式精度高,一個標記點位通過2台以上攝像機拍攝就可以測量出標記點的三維空間位置,但慣性式是通過估計IMU的三維空間位置的,精度自然不如光學式,所以光學式應用的領域大多都是運動估計、電影、動畫產業。光學式精度雖高,價格也貴,好一點的系統大多都要百萬級。
光學式解決方案比較出名的,國內:Nokov、uSens、青瞳視覺,國外:美國魔神(Motion Analysis)、英國Vicon,美國OptiTrack。價格大概是魔神和Vicon差不多,都是最貴的,價格百萬級,Nokov價格比魔神Vicon便宜點,但是頂級的硬件攝像機方面做的跟魔神和Vicon差不多,OptiTrack價格便宜點,精度不如上面三個。這四大廠家最好的攝像機配置就如下圖,一般幀率越高,分辨率越高,延時越低,動作捕捉系統精度方面自然更強啊。舉個例子,一般傳感器的分辨率越高,從標記中獲得的細節就越多,跟蹤就越精准。
介紹完光學式動捕,接下來就是慣性式動捕,慣性式動捕國內:諾亦騰,幻境,國承萬通。國外主要就是Xsens。諾亦騰的Preception Neuron系列的Preception Neuron Pro和Preception Neuron 2還是蠻不錯的,也比較有市場。Xsens是慣性式動捕的開山鼻祖,對於不同的應用,他們也有不同的軟硬件組合供使用(軟件:MVN Animate,MVN Analyze 硬件:MVN Link套裝,MVN Awinda)。