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主动式标志点动作捕捉 | 主动式标志点动作捕捉是什么意思?

定义:主动式标志点(Active markers)动作捕捉系统在表演者身上佩戴许多LED灯作为标志点,动作捕捉过程中,每次点亮盏或者多盏LED灯,通过灯之间的相对位置来计算表演者的动作数据。

与被动式标志点动作捕捉系统最大的不同在于标志点本身发射光线而不是反射外部光线。根据平方反比定律(InverseSquarelaw),辐射能通过空间传播时,光的强度与到光源的距离的平方成反比。因此,在同等发光强度和同等拍摄距离的前提下,与被动式系统相比,主动式标志点能够对相机提供4倍的能量,或者说主动式系统能够增大2倍的拍摄距离。电视剧《星际之门SG1》的视觉特效中,演员要在星门的道具周边来回走动,采用被动式系统进行动作捕捉比较困难,因此使用了主动式系统。其他的一些著名电影的影视特效中也使用了主动式系统,包括工业光魔公司(IndustrialLight&Magic,ILM)为2004年上映的《范海辛》(VanHelsing)制作的部分特效和维塔数码(We-taDigital)为2011年上映的《猩球崛起》(RiseofthePlanetoftheApes)制作的部分特效。

主动式系统中,可以分时隙地依次为标志点接通电源,每次拍摄只给一个标志点接通脉冲电源,以便在捕获的每个帧中能够明确区分各个标志点、获得标识物的唯一ID,这对一些实时应用来说非常重要,当然这在一定程度上降低了帧速率。另外还通过软件算法来区分各个标识物,但这往往会增大需要处理的数据量。主动式系统可以采用调时主动标识物( Time modulated active marker)技术提高性能。该技术在一定时间内跟踪多个标志点,对其电源进行幅度和脉冲宽度的调制,从而提供对各个标志点ID的辨别。借助标志点唯一的ID能够消除错位,提供更加整洁的捕获数据,减少手工整理数据所带来的负担。带有处理模块和无线同步功能的LED能够在室外直射阳光的环境中进行动作捕捉,如果配备高速电子快门,捕捉频率能达到每秒120帧以上。

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