近年來(lái)，
動(dòng)作捕捉在運(yùn)動(dòng)和醫(yī)療健康行業(yè)的應(yīng)用不斷增長(zhǎng)，消費(fèi)、醫(yī)療、工業(yè)等不同級(jí)別的產(chǎn)品數(shù)量都在不斷增加，體育專業(yè)人士必須緊跟產(chǎn)品的應(yīng)用實(shí)踐。
而隨著技術(shù)從研究機(jī)構(gòu)逐漸延伸至臨床和商業(yè)培訓(xùn)領(lǐng)域，如何利用這些專業(yè)數(shù)據(jù)助力商業(yè)決策和行業(yè)擴(kuò)展也面臨進(jìn)一步挑戰(zhàn)。
在本文中，我們將從動(dòng)作捕捉技術(shù)的工作方式出發(fā)，通過(guò)不同原理動(dòng)作捕捉技術(shù)在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用，挖掘出技術(shù)各異的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和局限性，zui后幫助用戶做出好的產(chǎn)品選擇。
什么是3D動(dòng)作捕捉，它如何工作？
動(dòng)作捕捉是一個(gè)非常寬松的術(shù)語(yǔ)，通常指在三個(gè)維度上對(duì)人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。根據(jù)原理的不同，分為機(jī)械式運(yùn)動(dòng)作捕捉、聲學(xué)式動(dòng)作捕捉、電磁式動(dòng)作捕捉、光學(xué)式動(dòng)作捕捉和慣性式動(dòng)作捕捉。當(dāng)前市面上主流的三維動(dòng)作捕捉設(shè)備主要是后兩種技術(shù)。
動(dòng)作捕捉的工作一部分是標(biāo)記和跟蹤身體運(yùn)動(dòng)，另一部分是將該信息轉(zhuǎn)化為對(duì)影視、體育和醫(yī)療行業(yè)中的研究和應(yīng)用都有價(jià)值的數(shù)據(jù)。
光學(xué)式動(dòng)作捕捉
常見(jiàn)的光學(xué)式運(yùn)動(dòng)捕捉大多基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)原理，它又可以分為基于Marker點(diǎn)和非Marker點(diǎn)的動(dòng)作捕捉。
基于Marker點(diǎn)的動(dòng)作捕捉需要在目標(biāo)物體的關(guān)鍵位置貼上反光點(diǎn)，俗稱Marker點(diǎn)，利用高速紅外攝像機(jī)捕捉目標(biāo)物體上反光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而反映目標(biāo)物體在空間中的運(yùn)動(dòng)情況。從理論上說(shuō)，對(duì)于空間中的一個(gè)點(diǎn)，只要它能同時(shí)為兩部相機(jī)所見(jiàn)，則根據(jù)同一時(shí)刻兩部相機(jī)所拍攝的圖像和相機(jī)參數(shù)，可以確定這一時(shí)刻該點(diǎn)在空間中的位置。
對(duì)于人體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)捕捉時(shí)，經(jīng)常需要在人體的各個(gè)關(guān)節(jié)和骨性標(biāo)志處貼上反光球，通過(guò)紅外高速攝像機(jī)拍攝反光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，隨后進(jìn)行分析和處理，還原人體在空間的運(yùn)動(dòng)。
近些年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，另一種非Marker點(diǎn)的技術(shù)正在迅速發(fā)展，該方法主要利用圖像識(shí)別和分析技術(shù)，直接對(duì)計(jì)算機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行分析。但該技術(shù)最容易受環(huán)境干擾，光線、背景、遮擋等變量都可能對(duì)捕捉效果產(chǎn)生較大的影響。
慣性式動(dòng)作捕捉
另外一種較為常見(jiàn)的動(dòng)作捕捉是基于慣性傳感器（Inertial Measurement Unit, IMU）的動(dòng)作捕捉，實(shí)際上就是將芯片集成封裝成小的模塊綁定在身體的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)芯片記錄的人體環(huán)節(jié)的空間運(yùn)動(dòng)，后期通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行算法分析從而轉(zhuǎn)化為人體的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
由于慣性捕捉主要是在環(huán)節(jié)點(diǎn)固定慣性傳感器，通過(guò)傳感器的運(yùn)動(dòng)計(jì)算位置變化，因此，慣性捕捉不容易受到外界環(huán)境的影響。
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