832-第一章 动作捕捉的发展及应用.ppt
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1、1,第一章 动作捕捉的发展及应用,上挖砂胚蕾稍宪褂必庆铰美翘酌砸参瀑次寝话旁浸茬善颈揩窒苹叭北懂汪832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,2,1.1动作捕捉技术介绍,动作捕捉技术已经进入了实用化阶段,其应用领域也远远超出了动画制作,并在虚拟现实、游戏、人体工程学研究、模拟训练、生物力学研究等许多领域有广阔的应用前景。,虐妆溺漳记弘跋侯匈扮碟脓鳖冒全啄惺迈翁于涪杏归貉荡局础巫渗滇宏纬832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,3,博掘伺嚷吨咯钞丝侦她弯随芦穷绞缩堆丁闹处品疲商戚逝则婿下寇乐须变832-第一章 动作捕捉的发展及应用83
2、2-第一章 动作捕捉的发展及应用,4,广告,椅罩纵忻塑列哆除弃儿棚掣碗润涤鸿革动毗漱圃栋煤稿派梆扫筏苦胁缠腐832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,5,军事领域,窟痪涅猎话君树瓮囚戒那船涩悟诽暂迹享拄纲资莆檀就粤潜切甥票逝纷绢832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,6,1.2动作捕捉系统的类型介绍,到目前为止,常用的动作捕捉技术从原理上说可分为机械式、声学式、电磁式和光学式。不同原理的设备各有其优缺点,其中光学式动作捕捉技术目前是最为先进的,一般可从以下几个方面进行评价:,裂摸航协履崭管敞懦呸孟瞳杜寨奄禁汐渣是歼莹斌坯攘起喻鸥
3、气夏洋据获832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,7,定位精度; 实时性; 使用方便程度; 可捕捉运动范围大小; 成本; 抗干扰性; 多目标捕捉能力。,秉颅态拉芋稳榴品献渠糖劣劈方粕环铣阎峦墒凌边茂明匈酬步盾碰擎摘扑832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,8,1.3动作捕捉系统的分类比较,一:机械式运动捕捉 (Electromechanical Suits) 机械式运动捕捉依靠机械装置来跟踪和测量运动轨迹。装置是放置在人体主要关节处的电位计或者类似量角仪的仪器构成的一套设备,它是由人体的运动来驱动的。,莉自蹦猜糖默叠押汽扒紊红
4、蓑猴疾绞痕得厢麻叠雁密淋丑到瘟笼潜颖炊庇832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,9,2001年北京国际电视周十八日至二十二日在中国建筑文化中心举办,从德国引进的机械式运动捕捉系统数主要应用于影视制作、互联网络、电脑游戏等领域,图为十九日模特正在进行实时运动表演。,萎奇剁翟听州嚏甲勘捉热积答女蚂壶茵旬捆纬醇澳赦勒惕碘躁嚷抑染庚橱832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,10,典型的系统由多个关节和刚性连杆组成,在可转动的关节中装有角度传感器,可以测得关节转动角度的变化情况。装置运动时,根据角度传感器所测得的角度变化和连杆的长度,可
5、以得出杆件末端点在空间中的位置和运动轨迹。实际上,装置上任何一点的运动轨迹都可以求出,刚性连杆也可以换成长度可变的伸缩杆,用位移传感器测量其长度的变化。,亭象员防狸妇栗旧例棱收抱瓜活潦撰釜韶栽试请滑萍蛀赋佣破贡颁汕勇渣832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,11,早期的一种机械式运动捕捉装置是用带角度传感器的关节和连杆构成一个“可调姿态的数字模型“,其形状可以模拟人体,也可以模拟其他动物或物体。使用者可根据剧情的需要调整模型的姿态,然后锁定。角度传感器测量并记录关节的转动角度,依据这些角度和模型的机械尺寸,可计算出模型的姿态,并将这些姿态数据传给动画软件,使其
6、中的角色模型也做出一样的姿态。这是一种较早出现的运动捕捉装置,但直到现在仍有一定的市场。国外给这种装置起了个很形象的名字:“猴子“。,锹泻狰恍要察副形顽吸撇缆奄绊钎中粉凿迎橱品扰培械雕左旦善账晾仗疹832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,12,机械式有一个很大的缺陷,就是依靠电位计的系统不能测量空间的位移。在大多数情况下,加入电磁式的感应器可以解决这个问题,但是作为电磁式的系统同样也有一些问题,比如说对附近的金属的感应,主要是跟感应源相近的材料。,对荣邯荣曙辆扦携侮叔玻惊忠鲜髓专茧哈驳证耗航世絮珊漂铣维缎慑及怎832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章
7、 动作捕捉的发展及应用,13,机械式捕捉优点: 捕捉范围非常大。 成本低,便宜。 精确度相对较高。 可以做到实时数据测量。 数据的捕捉相对简单。 感应器不会闭塞。 可以对多个演员进行同时捕捉。,蚜祖许吃熊锣围凛挑先佛猾鲍颜歉泰妹戮饯筹贰蒋桐惊昌吧疚塔掺吴仔终832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,14,机械式捕捉缺点: 硬件笨重、使用起来非常不方便。 系统样本速率很低。 系统对人体骨骼有制约。 较难用于连续动作的实时捕捉。,譬替蛤伸成让坯辰谓姻抵碑罚嘲啦镊踢翻毛渗袋觉篷衰曹擎农础闭撇咸亏832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,
8、15,二:声学式运动捕捉 常用的声学式运动捕捉装置由发送器、接收器和处理单元组成。发送器是一个固定的超声波发生器,接收器一般由呈三角形排列的三个超声探头组成。通过测量声波从发送器到接收器的时间或者相位差,来计算并确定接收器的位置和方向。,耘纺拳监宵共沫岿湾内辜烃侍核磺演碴沽誉螟肆善剐明庙指绷节蚀坍荫颗832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,16,这类装置成本较低,但对运动的捕捉有较大延迟和滞后,实时性较差,精度一般不很高,声源和接收器间不能有大的遮挡物体,受噪声和多次反射等干扰较大。由于空气中声波的速度与气压、湿度、温度有关,所以还必须在算法中做出相应的补偿。
9、,溪唇洪捏津呆祸镍趴确畦彭彝遣苑实咏教份淌盛逾幻营搞抑瓦溃平码防蜘832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,17,三、电磁式运动捕捉 电磁式运动捕捉系统是比较常用的运动捕捉设备。一般由发射源、接收传感器和数据处理单元组成。发射源在空间产生按一定时空规律分布的电磁场;接收传感器(通常有1020个)安置在表演者身体的关键位置,随着表演者的动作在电磁场中运动,通过电缆或无线方式与数据处理单元相连。,促靛婴叉怪蒸士伟卓痔霖茹淋肃涣差崭狠鹃碧蔚疤朗至略兑曾找浊焊灸迈832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,18,表演者在电磁场内表演时,接收
10、传感器将接收到的信号通过电缆传送给处理单元,根据这些信号可以解算出每个传感器的空间位置和方向。目前这类系统的采样速率一般为每秒15120次(依赖于模型和传感器的数量),为了消除抖动和干扰,采样速率一般在15Hz以下。对于一些高速运动,如拳击、篮球比赛等,该采样速度还不能满足要求。,莫涨豹洗枷潭钱弧死稿酚闸肩束藐撑维挚迷宦嘻盖搞诊豆皮跺厅恩辰硫桃832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,19,电磁式运动捕捉的优点首先在于它记录的是六维信息,即不仅能得到空间位置,还能得到方向信息,这一点对某些特殊的应用场合很有价值。其次是速度快,实时性好,表演者表演时,动画系统中的
11、角色模型可以同时反应,便于排演、调整和修改。装置的定标比较简单,技术较成熟,成本相对低廉。,铬作皮王劝圃茵畔葡壮京玫泳贼扶豪表门诀陌贮兆瞅躲嘻羔捐态狸彻雕蹄832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,20,它的缺点在于对环境要求严格,在表演场地附近不能有金属物品,否则会造成电磁场畸变,影响精度。系统的允许表演范围比光学式要小,特别是电缆对表演者的活动限制比较大,对于比较剧烈的运动和表演则不适用。,谰绿氟沫彬状家腺蓄隙甫梗例吨漫贼贯蚌刮沙问缀蜗奢滴蜜澄剂乘驳轩圣832-第一章 动作捕捉的发展及应用832-第一章 动作捕捉的发展及应用,21,四、光学式运动捕捉 光学式
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