動作捕捉
在運動物體的關(guān)鍵部位設(shè)置跟蹤器，由系統(tǒng)捕捉跟蹤器位置，再經(jīng)過計算機處理后得到三維空間坐標的數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)被計算機識別后，可以應(yīng)用在動畫制作，步態(tài)分析，生物力學(xué)，人機工程等領(lǐng)域。
眾所熟知的電影《阿凡達》就是全程運用動作捕捉技術(shù)來實現(xiàn)的，動作捕捉技術(shù)在電影中的完美結(jié)合，具有里程碑式的意義。其他運用動作捕捉技術(shù)拍攝的著名電影角色還有《猩球崛起》中的猩猩之王凱撒，以及動畫《指環(huán)王》系列中的古魯姆，都為動作捕捉大師安迪·瑟金斯飾演。
常用的運動捕捉技術(shù)從原理上說可分為機械式、聲學(xué)式、電磁式、主動光學(xué)式和被動光學(xué)式。不同原理的設(shè)備各有其優(yōu)缺點，一般可從以下幾個方面進行評價:定位精度;實時性;使用方便程度;可捕捉運動范圍大小;抗干擾性;多目標捕捉能力;以及與相應(yīng)領(lǐng)域?qū)I(yè)分析軟件連接程度。此外，還有慣性導(dǎo)航運動捕捉。
1、傳統(tǒng)光學(xué)動作捕捉系統(tǒng)
動作捕捉系統(tǒng)中最常用的就是Marker（馬克點）的光學(xué)動作捕捉。就是在演員身上粘貼能夠反射紅外光的馬克點，通過攝像頭對反光馬克點的追蹤，來對演員的動作進行捕捉。
這種方式對動作的捕捉精度高，但環(huán)境要求也高，并且造價昂貴，屬于好萊塢大片的拍攝利器之一。
▲身上的小白點就是Marker
2、慣性動作捕捉系統(tǒng)
這類系統(tǒng)主要是基于IMU（慣性測量單元）來完成對人體動作的捕捉。把集成了加速度計，陀螺儀和磁力計的IMU綁在人體的特定骨骼節(jié)點上，通過算法對測量數(shù)值進行計算，從而完成動作捕捉。這種慣性動作捕捉的系統(tǒng)相對價格比較低廉，適合預(yù)算不太高的團隊完成動作捕捉。
▲綁在演員身上的小紅塊就是IMU
3、基于計算機視覺的動作捕捉
基于計算機視覺的動作捕捉是近些年才興起的。這種捕捉方式主要是通過采集及計算深度信息來完成對動作的捕捉。對于藝術(shù)創(chuàng)作和表演來說，這種方式因其簡單、易用、低價，目前使用的頻率可以說是最高的。
▲Adrien M使用Leap Motion作為手部動作輸入端
動作捕捉在現(xiàn)實中有哪些應(yīng)用呢？
人體追蹤
17年末，思特君就發(fā)布了一則關(guān)于NIKE的行業(yè)新聞：為了推廣LunarEpic系列跑鞋，NIKE在菲律賓首都馬尼拉建造了一個體育場。長約200英尺，形態(tài)如一個鞋子，跑道內(nèi)圈有LED屏幕墻，可以記錄和追蹤你跑步時的動態(tài)圖像。在nike的這款跑鞋上，裝有可以和LED屏連接的傳感器。當你在跑步的過程中，它會利用超精準的射頻識別技術(shù)，追蹤每一位跑步者的運動。
面部追蹤
日本 Nobumichi Asai 團隊開發(fā)的一種名為 Omote 的 3D 全息投影技術(shù)，可以通過在人臉上投影實現(xiàn)瞬間換妝的效果。該團隊請來了一位模特并在她的臉上試驗了這一技術(shù)。Omote 集合了 3D 掃描、實時臉部追蹤和投影映射三大功能，先將模特的臉部輪廓進行掃描和定位，再借助投影映射將處理過的妝容投影到模特臉上。投影在臉上的妝容也相當自然，即使模特搖動頭部，也不影響投影效果。
物體追蹤
無獨有偶，在英國倫敦，進行了一場乒乓球的數(shù)字化演變。他們用乒乓球桌和互動投影技術(shù)創(chuàng)造全新的玩法，將乒乓球變?yōu)橐粓龀两缴缃挥螒蝮w驗 。定制系統(tǒng)內(nèi)置了Touch Designer，結(jié)合乒乓球追蹤技術(shù)和最新的交互式投影映射技術(shù)，球桌上呈現(xiàn)出炫酷的視覺和實時互動效果，在揮拍，打球和球接觸桌面時都會有相對應(yīng)的實時互動，打造了一場身臨其境的互動游戲體驗。
乒乓球都能玩的這么high，那臺球更是不能認輸。
PoolLiveAid是一種增強現(xiàn)實（AR）工具，使用懸掛在臺球桌上方的投影儀，并提供實時拍攝指導(dǎo)。投影機將光線照射到桌面上，在桌面上顯示與球桿角度相關(guān)的進球路徑。系統(tǒng)會考慮母球的位置，臺面的邊界以及臺球桿的角度，以組成各種可能的路線。
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動作捕捉不僅僅只用于以上的領(lǐng)域，還可以應(yīng)用在人體工程學(xué)研究、模擬訓(xùn)練、生物力學(xué)研究等領(lǐng)域。可以預(yù)計，隨著技術(shù)本身的發(fā)展和相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)水平的提高，運動捕捉技術(shù)將會得到越來越廣泛的應(yīng)用。
