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光学动作捕捉系统 光学动作捕捉技术

cnshuziren.com 技术前瞻 2022-08-29 18:04:43

在光学捕捉系统中,摄像机会负责“识别”演员身上的标记,然后以每秒数次的频率计算各个标记的3D 坐标。尽管原理相对简单,但这类系统需要多台摄像机才能工作,因为每个标记在任何时间内都要至少被两台摄像机拍摄,才能计算出3D 坐标。不过,能观察到标记的摄像机越多,计算出的位置就越精确。

摄像机看到的标记可以分为两类:主动标记和被动标记。主动标记是指能够自发光并让摄像机检测到的标记。一些主动标记能以脉冲方式闪烁,从而向摄像机发送额外的信息,例如该标记的ID 。

相反,被动标记不会自主发光,它必须借助其他途径反射光线(通常是摄像机上的环形补光灯)。被动标记不会主动发送ID 信息,所以系统需要通过分析它相对于其他标记的运动来建立被追踪标记的数学模型,从而识别出各个标记。

主动标记的一个优点在于,它们有时可以与自然光高效地结合运用。相反,被动标记就不适用于这种情况,因为标记的亮度与环境光之间的对比度不足。

可以想象,主动标记更加可靠,而且可以从更远的地方进行捕捉;然而,主动标记需要配备大量电子器件,导致它们比被动标记更为笨重,而且由于需要为标记供电,捕捉对象通常需要随身佩戴电池。

由于需要大量的追踪摄像机,光学系统可能会成本高昂且不便于移动。此外,如果在现场摄影或表演转播时,观众能够看到演员,那就没必要采用动作捕捉了,可见的标记会影响到服装外观。不过,这些系统能带来最优质的效果,并通过精确的位置数据以及受追踪的道具和摄像机,为同一场景中的多位演员提供支持。

光学系统能够捕捉身体和面部的动作。面部光学系统往往需要一个头戴式摄像机(HMC )系统,它被附加在演员戴着的定制头盔上。

采用光学捕捉技术的部分系统:

● Vicon

● PhaseSpace

● OptiTrack

采用被动标记的光学动作捕捉套装
图:采用被动标记的光学动作捕捉套装,用于Epic虚拟制片技术演示

来源:Unreal Engine_EGC_Choosing-a-real-time-performance-capture-system

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