定义:在VR系统中为了实现人与VR系统的交互,必须确定参与者的头部、手、身体等位置的方向,准确地跟踪测量参与者的动作,将这些动作实时地监测出来,以便将这些数据反馈给显示和控制系统。这些工作对VR系统是必不可少的,这也正是运动捕捉技术的研究内容。
从技术角度来看,运动捕捉是指测量、跟踪、记录物体在三维空间中运动轨迹。典型的运动捕捉系统设备一般由以下几个部分组成。
(1)传感器。动作捕捉设备中的传感器是指固定在运动物体特定部位的跟踪装置。通过传感器提供的物理信息,动作捕捉设备可以获取运动物体的位置、速度等信息。不同的动作捕捉任务需要的传感器数量不同,以人物捕捉为例,如果针对人的整体运动轨迹进行捕捉,需要的传感器数量较少,如果捕捉人体的局部信息如脸部和手部,由于关节和细节部分较多,则需要增加传感器的数量。
(2)信号捕捉设备。由于现在广泛采用光学动作捕捉系统,因此往往用高分辨率的红外摄像机进行信号的捕捉和获取。对于之前的机械动作捕捉系统,则是通过一块线路板收集电信号来完成的。
(3)数据传输设备。数据传输设备主要负责将获取的动作捕捉信息实时地传入计算机,然后通过计算机对相关信息进行实时分析和处理。
(4)数据处理设备。动作捕捉设备捕捉到的数据需要经过修正和加工后结合三维模型,借助计算机对数据高速的运算能力来完成数据的处理,这就需要我们借助数据处理软件或硬件来完成此项工作。
常用的运动捕捉技术从原理上说可分为光学式、机械式、电磁式、声学式、视频式、惯性式6种。几种捕捉方式在定位精度、实时操控、便捷性、价格成本、多目标捕捉性能等方面各有优劣,相辅相成。