三種主流動作捕捉系統比較與選擇指南
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動作捕捉在動畫、遊戲開發、電影、人類運動科學和人形機器人訓練中提供了高品質的動作數據。
動作捕捉系統的選擇會根據準確性、設定時間、成本以及捕捉地點的不同有多種可選性。
一、光學動作捕捉設備
光學動捕分為有標記、無標記動作捕捉
1.有標記光學動作捕捉
當提到動作捕捉時，人們通常會想到那些帶有點狀圖案的服裝。服裝上的點通常是反光標記，將光線反射回高速相機。多台相機圍繞著拍攝空間，從不同角度記錄表演者動作。系統透過三角測量標記來重建三維運動。
系統通常包括： ▪︎ 多台高速攝影機 ▪︎ 鏡頭和三腳架 ▪︎ 專用照明設備 ▪︎ 儲存系統 ▪︎ 電源和電纜 ▪︎ 受控的錄音室環境 ▪︎ 高性能計算機
熟練的技術人員進行設置和清理
光學系統可以提供非常準確的數據，特別是在受控的環境中。然而，它們需要空間、校準和技術人員。對於小型獨立製作團隊來說，這使得光學捕獲成為一種局限於工作室的解決方案，且光學動作捕捉方案前期運作成本較高，不易建造。
2.無標記AI動作捕捉
基於AI的動作捕捉沒有穿戴緊身衣的需求。取而代之的是，視訊素材是由在大型動作資料集上訓練的軟體進行處理。該系統將檢測身體關鍵點並進行數位運動重建。
典型系統包括：
▪︎ 一個或多個攝影機，甚至是智慧型手機
▪︎ 三腳架
▪︎ 充足的照明
人工智慧處理軟體
較低的硬體成本使得AI運動捕捉在快速設定或預算有限的專案中具有吸引力。然而，減少硬體複雜性往往會將工作量轉移到其他地方。 AI系統在遮蔽、快速運動或複雜互動方面可能表現不佳。這通常意味著需要額外的清理工作來優化動畫。許多團隊依賴經驗豐富的動畫師或技術專家來潤飾結果。AI mocap可以在預演、快速原型製作或生物力學精度要求較不重要的內容中使用。
二、慣性運動捕捉設備
慣性運動捕捉相比基於攝影機的系統，物理設定更簡單。慣性動作捕捉需要表演者穿上一套專用裝備，服裝包含加速度計、陀螺儀和磁力計追蹤器。感測器可直接測量動作姿態、加速度和旋轉速度。
核心設定包括： ▪︎ 內建感應器的動作捕捉服 ▪︎ 一台用於即時處理的計算機
動作捕捉軟體
由於慣性追蹤本質是追蹤附著在身體個位置的感測器，因此不需要相機陣列或專用的照明設定。捕獲不受固定工作室空間的限制。團隊可以在室內或室外、在拍攝現場、倉庫或拍攝地點錄製，包括照明有限的環境。
Xsens慣性系統可將運動數據即時傳輸到Xsens Animate軟體。先進的感測器融合演算法和電磁屏蔽有助於減少附近電子設備的干擾，以提供穩定、高品質的數據，在許多生產工作流程中只需要少量的後期清理工作。
對於遊戲開發、電影製作、虛擬生產和機器人技術領域的專業人士來說，這意味著更快的設定、更少的環境限制以及在不同場景中製作動畫的高靈活性。
三、結合先進技術以實現更快工作流程
在一些高端製作中，經常會結合不同的動作捕捉方法來混合使用。
例如：
▪︎ 用於大規模多人追蹤的光學系統
▪︎ 用於精確傳遞關節角度數據和演員動作的慣性系統
▪︎ HTC Vive Mars可用於增強位置輔助和物體追踪
這些混合工作流程支援複雜的拍攝、虛擬製作階段和大型互動環境。雖然這需要額外的預算和協調，但對於要求苛刻的項目，它們提供了更大的靈活性。
選擇適合您專案的設備
如果您在一個有大型團隊和受控條件的固定工作室中進行操作，光學系統可能適合您的需求。如果你需要一個輕量級的入口來快速創建內容，基於AI的系統可以支援早期工作。如果您需要準確、便攜、即時的動作捕捉，而不需要工作室的限制，慣性系統提供了一種靈活的替代方案。合適的設備取決於您的生產目標、環境和所需的數據品質。希望本文能幫助您選擇適合您專案的動作捕捉系統！
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