光学系は、イメージセンサーからキャプチャされたデータを利用して、重複する投影を提供するように較正された二つ以上のカメラ間の被写体の3D位置を三角測量します。 データ収集は従来、アクターに取り付けられた特別なマーカーを使用して実装されていましたが、最近のシステムでは、特定の対象ごとに動的に識別されたサーフェスフィーチャを追跡することにより、正確なデータを生成することができます。 多数の出演者を追跡するか、または捕獲区域を拡大することはより多くのカメラの付加によって達成される。 これらのシステムは、各マーカに対して3つの自由度のデータを生成し、回転情報は、3つ以上のマーカの相対的な向きから推論されなければならない（例：肩、肘、手首のマーカは肘の角度を提供する）。 新しいハイブリッドシステムは、慣性センサーと光学センサーを組み合わせて、閉塞を減らし、ユーザー数を増やし、手動でデータをクリーンアップすることなく追p>
パッシブマーカーズエディット
受動光学系は、カメラのレンズの近くで生成された光を反射するために再帰反射材料でコーティングされたマーカーを使用します。 カメラのしきい値を調整することができるので、明るい反射マーカーのみがサンプリングされ、肌や布は無視されます。
マーカーの重心は、キャプチャされた二次元画像内の位置として推定されます。 各ピクセルのグレースケール値は、ガウスの重心を求めることによってサブピクセル精度を提供するために使用することができます。
既知の位置にマーカーが取り付けられたオブジェクトを使用して、カメラを校正し、その位置を取得し、各カメラのレンズ歪みを測定します。 二つの校正されたカメラがマーカーを見ると、三次元の修正を得ることができます。 通常、システムは約2〜48台のカメラで構成されます。 三百以上のカメラのシステムは、マーカーの交換を削減しようとするために存在します。 余分なカメラは、キャプチャ対象と複数の被写体の周りのフルカバレッジのために必要とされます。
ベンダーは、すべてのパッシブマーカーが同一に見えるため、マーカースワップの問題を軽減するための制約ソフ アクティブマーカーシステムや磁気システムとは異なり、パッシブシステムは、ユーザーがワイヤや電子機器を着用する必要はありません。 代わりに、何百ものゴムボールに反射テープが取り付けられており、定期的に交換する必要があります。 マーカーは、通常、（バイオメカニクスのように）皮膚に直接取り付けられている、または彼らはモーションキャプチャのために特別に設計されたフルボディスパンデックス/ライクラスーツを身に着けているパフォーマーにvelcroedされています。 このタイプのシステムは、解像度を下げて関心のある小さな領域を追跡することによって、10000fpsの高さを追跡することができますが、通常は120-160fpsの
Active markerEdit
アクティブ光学系は、一度に一つのLEDを非常に迅速に照らすか、または複数のLedをソフトウェ 外部から生成された光を反射するのではなく、マーカー自体が自分の光を放出するように動力を与えられます。 逆二乗則は距離の二倍で四分の一の電力を提供するので、これは捕獲のための距離と体積を増加させることができる。 これはまた非常に低いマーカのジッタおよび生じる高い測定の決断に終って高い信号対雑音の比率を、可能にする(頻繁に目盛りを付けられた容積の内の0.1mmに)。
テレビシリーズ”スターゲイトSG1″は、VFX用のアクティブな光学システムを使用してエピソードを制作し、俳優が他の非アクティブな光学システムではモーションキャプチャを困難にする小道具を歩くことができるようにした。
ILMはVan Helsingのアクティブマーカーを使用して、WetaのRise of The Planet of The Apesのアクティブマーカーの使用と同様に、非常に大きなセットでドラキュラの飛行花嫁を捕獲 各マーカへの電力は、得られたフレームレートに対するコストで、所与のキャプチャフレームに対する各マーカの一意の識別を提供するキャプチャシステムと同 この方法で各マーカーを識別する機能は、リアルタイムアプリケーションで便利です。 マーカーを識別する別の方法は、アルゴリズム的にデータの余分な処理を必要とすることです。
色付きLEDマーカーを使用して位置を見つける可能性もあります。 これらのシステムでは、各色はボディの特定のポイントに割り当てられる。
1980年代の最も初期のアクティブマーカーシステムの一つは、回転ミラーと着色ガラス反射マーカーとマスクされた線形アレイ検出器を使用したハイブリッドパッシブアクティブmocapシステムでした。
時間変調アクティブマーカーエディット
アクティブマーカーシステムは、リアルタイムのサブミリ波位置を提供する
アクティブマーカーシステムを使用することができます。さらに、一度に一つのマーカーをストロボするか、時間の経過とともに複数のマーカーを追跡し、マーカー idを提供するために振幅またはパルス幅を変調すること 12メガピクセルの空間分解能変調システムは、より高い空間分解能と時間分解能の両方を有することにより、4メガピクセルの光学系よりも微妙 監督はリアルタイムで俳優のパフォーマンスを見ることができ、モーションキャプチャ駆動のCGキャラクターで結果を見ることができます。 ユニークなマーカー Idは、マーカーの交換を排除し、他の技術よりもはるかにクリーンなデータを提供することによって、ターンアラウンドを削減します。 機内処理および無線の同時性のLEDsは高速電子シャッターによる毎秒120から960のフレームで捕獲している間直接日光でモーションキャプチャを屋外に可 変調されたIdのコンピュータ処理はより低い運用コストのためのより少ない手の一掃かろ過された結果を可能にする。 この高精度と解像度は、パッシブ技術よりも多くの処理を必要としますが、追加の処理は、サブピクセルまたは重心処理を介して解像度を向上させるた これらのモーションキャプチャシステムは、典型的にはeight20,000八カメラのために、12メガピクセルの空間解像度120ヘルツシステム一人の俳優と。
セミパッシブ知覚できないmarkerEdit
一つは、高速カメラに基づいて、従来のアプローチを逆にすることができます。 Prakashのようなシステムは安価な複数のLEDの高速プロジェクターを使用する。 特に造られた複数のLED IRプロジェクターは光学的にスペースを符号化する。 レトロリフレクティブまたはアクティブ発光ダイオード（LED）マーカーの代わりに、システムは光信号を復号するために感光性マーカータグを使用します。 フォトセンサー付きのタグをシーンポイントに取り付けることで、タグは各ポイントの独自の位置だけでなく、独自の向き、入射照明、反射率も計算できます。
これらのトラッキングタグは、自然な照明条件で動作し、服装や他のオブジェクトに気付かずに埋め込むことができます。
これらのトラッ このシステムでは、シーン内のタグの数に制限はなく、各タグは一意に識別され、マーカーの再取得の問題を排除します。 このシステムは、高速カメラと対応する高速画像ストリームを排除するため、大幅に低いデータ帯域幅を必要とします。 タグは、合成要素を挿入するときにシーン照明に一致させるために使用できる入射照明データも提供します。 この技術は、設定されたモーションキャプチャや仮想セットのリアルタイム放送に最適ですが、まだ証明されていません。
水中モーションキャプチャsystemEdit
モーションキャプチャ技術は、多くの分野に新しい洞察を与えている数十年のための研究者や科学者のため
水中カメラ編集
システムの重要な部分、水中カメラは、防水ハウジングを持っています。 ハウジングにそれを洗面器およびプールの使用のために完全にさせる塩素および腐食に抗する終わりがある。 カメラには2つのタイプがあります。 産業用高速カメラは、赤外線カメラとしても使用できます。 赤外線水中カメラは—水およびLEDライトまたは画像処理の使用の選択の高速カメラの円錐形の下で最低の落下のための…典型的なIRライトの代りに青緑色の軽いストロボと来る。 /div>
測定volumeedit
水中カメラは、通常、水質、カメラ、使用されるマーカーの種類に応じて15-20メートル 当然のことながら、最高の範囲は、水が澄んでいるときに達成され、常にのように、測定量はまた、カメラの数に依存しています。 水中マーカーの範囲は異なった状況のために利用できる。
TailoredEdit
異なるプールは、異なるマウントと備品を必要とします。 従って、すべての水中モーションキャプチャシステムは各々の特定のプールの分割払込金に適するために独特に合う。 プールの中心に置かれるカメラのために、特に設計されていた三脚は、吸引のコップを使用して、提供される。
MarkerlessEdit
コンピュータビジョンの新興技術と研究は、モーションキャプチャへのmarkerlessアプローチの急速な発展につながっています。 スタンフォード大学、メリーランド大学、MIT、マックスプランク研究所で開発されたもののようなマーカレスシステムは、被験者が追跡のための特別な機器を着用する必要はありません。 特殊なコンピュータアルゴリズムは、システムが複数の光入力ストリームを分析し、人間の形態を識別し、追跡のための構成部分に分解することを可能にするように設計されている。 ワーナー・ブラザース・ピクチャーズの子会社であるESC entertainmentは、マトリックス・リローデッドやマトリックス・レボリューションズの映画を撮影するためのフォトリアリスティックなデジタルルックを含む仮想映画撮影を可能にするために特別に作成された技術であり、ユニバーサル・キャプチャと呼ばれる7つのカメラのセットアップと、カメラのすべての2次元平面上のすべてのピクセルの光学的流れを追跡して、モーション、ジェスチャー、表情のキャプチャを行い、フォトリアリスティックな結果をもたらした。
伝統的なsystemsEdit
伝統的にmarkerless光学モーショントラッキングは、飛行機、ロケット、ミサイル、衛星を含む様々なオブジェクトを追跡するために使用され このような光学モーショントラッキングアプリケーションの多くは屋外で発生し、レンズとカメラの構成が異なる必要があります。 追跡されているターゲットの高解像度画像は、それによって、単なる動きデータよりも多くの情報を提供することができる。 スペースシャトルチャレンジャーの致命的な打ち上げでNASAの長距離追跡システムから得られた画像は、事故の原因についての重要な証拠を提供しました。 光学追跡システムは、物体が十分な光を反射または放出しなければならないという点でレーダーと比較して不利であるという事実にもかかわらず、既知の宇宙船およびスペースデブリを識別するためにも使用される。
光学追跡システムは、通常、光学画像システム、機械追跡プラットフォーム、追跡コンピュータの三つのサブシステムで構成されています。
光学イメージングシステムは、目標領域からの光を追跡コンピュータが処理できるデジタル画像に変換する責任があります。
光学追跡システムの設計に応じて、光学画像システムは、標準的なデジタルカメラのような単純なものから、山頂の天体望遠鏡のような特殊なものまで、様々なものがあります。 光学撮像システムの仕様は、追跡システムの有効範囲の上限を決定する。
機械的追跡プラットフォームは、光学撮像システムを保持し、光学撮像システムが常に追跡されている目標を指すように操作する責任があります。
光学イメージ投射システムと結合される機械追跡のプラットホームの原動力は急速に速度を変えるターゲットのロックを保つ能力を定める。
追跡コンピュータは、光学撮像システムからの画像を捕捉し、画像を分析して目標位置を抽出し、機械的追跡プラットフォームを制御して目標に従 いくつかの課題があります。 まず、追跡コンピュータは、比較的高いフレームレートで画像をキャプチャできる必要があります。 これは、イメージキャプチャハードウェアの帯域幅に関する要件を投稿します。 第二の課題は、画像処理ソフトウェアは、その背景からターゲット画像を抽出し、その位置を計算することができなければならないということです。 いくつかの教科書の画像処理アルゴリズムは、このタスクのために設計されています。 この問題は、追跡システムが追跡するすべてのターゲットに共通する特定の特性を期待できる場合に単純化できます。 ラインの下の次の問題はターゲットに続くために追跡のプラットホームを制御することである。 これは、システムダイナミクスのモデル化とそれを制御するコントローラの設計を含む課題ではなく、典型的な制御システム設計の問題です。 しかし、システムが動作しなければならない追跡プラットフォームがリアルタイム用に設計されていない場合、これは挑戦になります。
このようなシステムを実行するソフトウェアは、対応するハードウェアコンポーネント用にカスタマ そのようなソフトウェアの一例は、コンピュータ化された望遠鏡を制御して、飛行機や衛星などの移動する物体を追跡するOpticTrackerです。 別のオプションは、マーカーと組み合わせてハイブリッドを使用することができるソフトウェアSimiShape、です。