光學(xué)式和基于慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)的介紹及VR動(dòng)作捕捉技術(shù)分析

　　在剛剛過(guò)去不久的2017年春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)上，首度通過(guò)央視影音客戶(hù)端以VR全景直播的方式，讓遠(yuǎn)在千里之外觀(guān)眾們也能夠如同身在會(huì)場(chǎng)一般親臨其境感受春晚的歡樂(lè)氣氛。與此同時(shí)，各大電視臺(tái)也開(kāi)始融入VR/AR技術(shù)，比如江蘇衛(wèi)視采用了全息的VR直播畫(huà)面，將全息投影技術(shù)和AR技術(shù)融入節(jié)目和舞臺(tái)布景。觀(guān)眾只要戴上VR眼鏡，就能360°全景觀(guān)看整場(chǎng)晚會(huì)；湖南衛(wèi)視更以水幕和科技的融合打造夢(mèng)幻水舞臺(tái)，引入AR超現(xiàn)實(shí)技術(shù)，讓觀(guān)眾一口氣體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的快感。

　　VR是一場(chǎng)交互方式的新革命，人們正在實(shí)現(xiàn)由界面到空間的交互方式變遷，這樣的交互極其強(qiáng)調(diào)沉浸感，而用戶(hù)想要獲得完全的沉浸感，真正“進(jìn)入”虛擬世界，動(dòng)作捕捉技術(shù)才是VR產(chǎn)業(yè)中至關(guān)重要的隱形鑰匙。

　　動(dòng)作捕捉技術(shù)，進(jìn)入VR世界的隱形鑰匙

　　動(dòng)作捕捉技術(shù)，抽象的說(shuō)，就是能夠捕捉你全身動(dòng)作甚至面部表情的一套系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算處理，還原重建一個(gè)三維模型的虛擬人物，而且這個(gè)三維虛擬人物會(huì)隨著你的動(dòng)作變化而變化。它就是把現(xiàn)實(shí)中人的動(dòng)作復(fù)制到電腦創(chuàng)建的虛擬人物上。然而說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，但是要實(shí)現(xiàn)捕捉隨時(shí)隨刻和快速反映的各種動(dòng)作，面對(duì)的技術(shù)問(wèn)題非常多。

　　目前主流的動(dòng)作捕捉技術(shù)主要有兩種：光學(xué)式動(dòng)作捕捉和基于慣性的動(dòng)作捕捉。

　　光學(xué)式動(dòng)作捕捉依靠一整套精密而復(fù)雜的光學(xué)攝像頭來(lái)實(shí)現(xiàn)，它通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)原理，由多個(gè)高速攝像機(jī)從不同角度對(duì)目標(biāo)特征點(diǎn)進(jìn)行跟蹤來(lái)完成全身的動(dòng)作的捕捉。美國(guó)大片中的后期特效制作大都是用的這種光學(xué)式動(dòng)捕技術(shù)。

　　慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)是由傳感器捕捉動(dòng)作，然后通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理最后建成三維模型。一整套系統(tǒng)通常要包括幾十個(gè)傳感器單元，其中每個(gè)慣性傳感器測(cè)量單元都包含陀螺儀、加速度計(jì)、磁傳感器以及數(shù)字信號(hào)處理器。

　　此外還有基于聲音定位的聲學(xué)動(dòng)作捕捉技術(shù)，相對(duì)來(lái)說(shuō)還處于實(shí)驗(yàn)階段，相比較光學(xué)和慣性的動(dòng)作捕捉技術(shù)來(lái)說(shuō)還不成熟。

　　其中基于光學(xué)的動(dòng)捕方案精度比較高，而且不需要佩戴復(fù)雜的一些外設(shè)裝置，但是因?yàn)樾枰罱ú蹲絼?dòng)作的各種攝像頭，這些攝像頭的造價(jià)較高，使得光學(xué)動(dòng)捕方案的成本一直居高不下，成為普及的一大障礙。

　　在上個(gè)月的CES2017上，來(lái)自中國(guó)的本土廠(chǎng)商Realis（瑞立視），展出了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)研發(fā)成功的光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)設(shè)備（簡(jiǎn)稱(chēng)RTS光學(xué)動(dòng)捕設(shè)備），其精確性和穩(wěn)定性已得到印證，并獲得國(guó)際多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利，技術(shù)參數(shù)已達(dá)到最低延遲5.5ms以下、亞毫米級(jí)誤差的國(guó)際最頂尖的水平，產(chǎn)品質(zhì)量已超過(guò)美日同類(lèi)頂級(jí)捕捉設(shè)備。而更讓行業(yè)和開(kāi)發(fā)商驚喜的是，瑞立視RTS動(dòng)捕VR整合系統(tǒng)使得VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)成本將比現(xiàn)階段降低7成以上，極大的推進(jìn)VR大空間自由互動(dòng)方案布局的進(jìn)程。