Optiske systemer bruker data fanget fra bildesensorer til å triangulere 3d-posisjonen til et motiv mellom to eller flere kameraer kalibrert for å gi overlappende projeksjoner. Datainnsamling er tradisjonelt implementert ved hjelp av spesielle markører knyttet til en aktør; men nyere systemer er i stand til å generere nøyaktige data ved å spore overflatefunksjoner identifisert dynamisk for hvert bestemt emne. Sporing av et stort antall utøvere eller utvide fangstområdet oppnås ved tillegg av flere kameraer. Disse systemene produserer data med tre frihetsgrader for hver markør, og rotasjonsinformasjon må utledes fra den relative orienteringen til tre eller flere markører; for eksempel skulder -, albue-og håndleddmarkører som gir vinkelen til albuen. Nyere hybridsystemer kombinerer treghetssensorer med optiske sensorer for å redusere okklusjon, øke antall brukere og forbedre evnen til å spore uten å måtte manuelt rydde opp data.
Passive markersEdit
en danser iført en drakt som brukes i et optisk bevegelsesopptakssystem
sentroid av markøren er estimert som en posisjon i det todimensjonale bildet som er tatt. Gråtoneverdien til hver piksel kan brukes til å gi subpikselnøyaktighet ved å finne sentroid Av Gausseren.
et objekt med markører festet på kjente posisjoner brukes til å kalibrere kameraene og få sine posisjoner og linsen forvrengning av hvert kamera måles. Hvis to kalibrerte kameraer ser en markør, kan man få en tredimensjonal løsning. Vanligvis vil et system bestå av rundt 2 til 48 kameraer. Systemer med over tre hundre kameraer eksisterer for å prøve å redusere markørbytte. Ekstra kameraer er nødvendig for full dekning rundt fange motivet og flere fag.
Leverandører har begrensningsprogramvare for å redusere problemet med markørbytte siden alle passive markører vises identiske. I motsetning til aktive markørsystemer og magnetiske systemer, krever passive systemer ikke at brukeren bruker ledninger eller elektronisk utstyr. I stedet er hundrevis av gummiballer festet med reflekterende tape, som må byttes regelmessig. Markørene er vanligvis festet direkte til huden (som i biomekanikk), eller de er velcroed til en utøver iført en full body spandex/lycra dress designet spesielt for motion capture. Denne typen system kan fange et stort antall markører ved bildefrekvenser vanligvis rundt 120 til 160 fps, men ved å senke oppløsningen og spore en mindre region av interesse kan de spore så høyt som 10000 fps.
Aktiv markerEdit
relative posisjoner, noe beslektet med himmelsk Navigasjon. I stedet for å reflektere lys tilbake som genereres eksternt, er markørene selv drevet til å avgi sitt eget lys. Siden inverse square law gir en fjerdedel av kraften ved to ganger avstanden, kan dette oke avstandene og volumet for fangst. Dette muliggjør også høyt signal-til-støy-forhold, noe som resulterer i svært lav markørjitter og en resulterende høy måleoppløsning(ofte ned til 0,1 mm i det kalibrerte volumet).Tv-serien Stargate SG1 produserte episoder ved hjelp av et aktivt optisk system for VFX, slik at skuespilleren kunne gå rundt rekvisitter som ville gjøre bevegelsesopptak vanskelig for andre ikke-aktive optiske systemer.ILM brukte aktive markører I Van Helsing for å tillate fangst Av Draculas flygende bruder på svært store sett som Ligner Wetas bruk av aktive markører i Rise of The Planet Of The Apes. Kraften til hver markør kan gis sekvensielt i fase med fangstsystemet som gir en unik identifikasjon av hver markør for en gitt fangstramme til en kostnad for den resulterende bildefrekvensen. Evnen til å identifisere hver markør på denne måten er nyttig i realtime applikasjoner. Den alternative metoden for å identifisere markører er å gjøre det algoritmisk krever ekstra behandling av data.
det er også muligheter for å finne posisjonen ved å bruke fargede led-markører. I disse systemene er hver farge tilordnet et bestemt punkt i kroppen.et av de tidligste aktive markørsystemene på 1980-tallet var et hybrid passivt aktivt mocap-system med roterende speil og fargede glassreflekterende markører, og som brukte maskerte lineære matrisedetektorer.
tidsmodulert aktiv markerredit
Et høyoppløselig unikt identifisert aktivt markørsystem med 3600 × 3600 oppløsning ved 960 hertz som gir submillimeterposisjoner i sanntid div aktive markørsystemer kan videre raffineres ved å strobing en markør på om gangen, eller spore flere markører over tid og modulere amplitude eller pulsbredde for å gi markør id. 12 megapiksler romlig oppløsning modulerte systemer viser mer subtile bevegelser enn 4 megapiksler optiske systemer ved å ha både høyere romlig og tidsmessig oppløsning. Regissører kan se skuespillerne ytelse i sanntid, og se resultatene på motion capture drevet CG karakter. De unike markør-Id-ene reduserer omslaget ved å eliminere markørbytte og gi mye renere data enn andre teknologier. Lysdioder med innebygd behandling og radiosynkronisering tillater bevegelsesopptak utendørs i direkte sollys, mens du fanger på 120 til 960 bilder per sekund på grunn av en høyhastighets elektronisk lukker. Databehandling av modulerte Id-Er gir mindre håndopprydding eller filtrerte resultater for lavere driftskostnader. Denne høyere nøyaktigheten og oppløsningen krever mer behandling enn passiv teknologi, men den ekstra behandlingen gjøres på kameraet for å forbedre oppløsningen via en subpixel eller centroid-behandling, noe som gir både høy oppløsning og høy hastighet. Disse motion capture systemer er vanligvis $20.000 for en åtte kamera, 12 megapiksler romlig oppløsning 120 hertz system med en skuespiller.
Semi-passiv umerkelig markerEdit
man kan reversere den tradisjonelle tilnærmingen basert på høyhastighetskameraer. Systemer som Prakash bruker billige multi-LED høyhastighets projektorer. De spesialbygde multi-LED IR projektorer optisk kode plassen. I stedet for reflekterende eller aktive lysemitterende diode (LED) markører, bruker systemet lysfølsomme markørmerker for å dekode de optiske signalene. Ved å feste koder med fotosensorer til scenepunkter, kan kodene beregne ikke bare sine egne steder for hvert punkt, men også sin egen orientering, hendelsesbelysning og refleksjon.
disse sporingskodene fungerer under naturlige lysforhold og kan være umerkelig innebygd i antrekk eller andre gjenstander. Systemet støtter et ubegrenset antall koder i en scene, med hver tag unikt identifisert for å eliminere markør requisition problemer. Siden systemet eliminerer et høyhastighetskamera og den tilsvarende høyhastighets bildestrømmen, krever det betydelig lavere data båndbredde. Kodene gir også hendelsesbelysningsdata som kan brukes til å matche scenebelysning når du setter inn syntetiske elementer. Teknikken virker ideell for on-set motion capture eller sanntids kringkasting av virtuelle sett, men har ennå ikke bevist.
Undervanns motion capture systemEdit
Motion capture technology har vært tilgjengelig for forskere og forskere i noen tiår, noe som har gitt ny innsikt i mange felt.
Undervannskamerarediger
den vitale delen av systemet, undervannskameraet, har et vanntett hus. Huset har en finish som tåler korrosjon og klor som gjør den perfekt til bruk i bassenger og svømmebassenger. Det finnes to typer kameraer. Industrielle høyhastighetskameraer kan også brukes som infrarøde kameraer. De infrarøde undervannskameraene leveres med en cyan lys strobe i stedet for den typiske IR lys – for minimum falloff under vann og høyhastighets-kameraer kjegle MED EN LED-lys eller med mulighet for å bruke bildebehandling.
undervanns bevegelseskamera
målevolumeedit
et undervannskamera kan vanligvis måle 15-20 meter avhengig av vannkvaliteten, kameraet og typen markør som brukes. Ikke overraskende oppnås det beste området når vannet er klart, og som alltid er målevolumet også avhengig av antall kameraer. En rekke undervanns markører er tilgjengelige for ulike forhold.
TailoredEdit
Ulike bassenger krever forskjellige fester og inventar. Derfor er alle undervanns motion capture systemer unikt skreddersydd for å passe hver bestemt basseng avdrag. For kameraer plassert i midten av bassenget, er spesialdesignede stativ, med sugekopper, gitt.
MarkerlessEdit
Nye teknikker og forskning i datasyn fører til den raske utviklingen av markerless-tilnærmingen til bevegelsesfangst. Markerless-systemer som de som er utviklet ved Stanford University, University Of Maryland, MIT og Max Planck Institute, krever ikke at fag skal ha spesialutstyr for sporing. Spesielle datalgoritmer er utformet slik at systemet kan analysere flere strømmer av optisk inngang og identifisere menneskelige former, bryte dem ned i bestanddeler for sporing. ESC entertainment, et datterselskap Av Warner Brothers Pictures laget spesielt for å muliggjøre virtuell kinematografi, inkludert fotorealistiske digitale look-alikes for filming Av Matrix Reloaded og Matrix Revolutions-filmene, brukte En teknikk kalt Universal Capture som benyttet 7 kameraoppsett og sporing av den optiske strømmen av alle piksler over alle 2-D-flyene på kameraene for bevegelse, gest og ansiktsuttrykkopptak som førte til fotorealistiske resultater.
Tradisjonelle systemerrediger
tradisjonelt markerless optisk bevegelsessporing brukes Til å holde styr på ulike objekter, inkludert fly, raketter og satellitter. Mange av slike optiske bevegelsessporingsapplikasjoner forekommer utendørs, og krever forskjellige linse – og kamerakonfigurasjoner. Høyoppløselige bilder av målet som spores, kan dermed gi mer informasjon enn bare bevegelsesdata. Bildet hentet fra NASAS langdistansesporingssystem på romfergen Challengers dødelige lansering ga avgjørende bevis på årsaken til ulykken. Optiske sporingssystemer brukes også til å identifisere kjente romfartøy og romsøppel til tross for at det har en ulempe i forhold til radar ved at objektene må reflektere eller sende ut tilstrekkelig lys.et optisk sporingssystem består vanligvis av tre delsystemer: det optiske bildesystemet, den mekaniske sporingsplattformen og sporingsdatamaskinen.det optiske bildesystemet er ansvarlig for å konvertere lyset fra målområdet til digitalt bilde som sporingsdatamaskinen kan behandle. Avhengig av utformingen av det optiske sporingssystemet, kan det optiske bildesystemet variere fra så enkelt som et standard digitalkamera til så spesialisert som et astronomisk teleskop på toppen av et fjell. Spesifikasjonen av det optiske bildesystemet bestemmer øvre grense for det effektive området for sporingssystemet.
den mekaniske sporingsplattformen holder det optiske bildesystemet og er ansvarlig for å manipulere det optiske bildesystemet på en slik måte at det alltid peker på målet som spores. Dynamikken til den mekaniske sporingsplattformen kombinert med det optiske bildesystemet bestemmer sporingssystemets evne til å holde låsen på et mål som endrer hastigheten raskt.sporingsdatamaskinen er ansvarlig for å fange bildene fra det optiske bildesystemet, analysere bildet for å trekke ut målposisjonen og kontrollere den mekaniske sporingsplattformen for å følge målet. Det er flere utfordringer. Først må sporingsdatamaskinen kunne fange bildet med en relativt høy bildefrekvens. Dette legger inn et krav på båndbredden til bildeopptaksmaskinvaren. Den andre utfordringen er at bildebehandlingsprogramvaren må kunne trekke ut målbildet fra bakgrunnen og beregne posisjonen. Flere lærebok bildebehandlingsalgoritmer er designet for denne oppgaven. Dette problemet kan forenkles hvis sporingssystemet kan forvente visse egenskaper som er vanlige i alle målene det vil spore. Det neste problemet nedover linjen er å kontrollere sporingsplattformen for å følge målet. Dette er et typisk kontrollsystemdesign problem i stedet for en utfordring, som innebærer modellering av systemdynamikken og utforming av kontrollere for å kontrollere den. Dette vil imidlertid bli en utfordring hvis sporingsplattformen systemet må jobbe med ikke er designet for sanntid.
programvaren som kjører slike systemer, er også tilpasset de tilsvarende maskinvarekomponentene. Et eksempel på slik programvare Er OpticTracker, som styrer datastyrte teleskoper for å spore bevegelige objekter på store avstander, for eksempel fly og satellitter. Et annet alternativ Er Programvaren SimiShape, som også kan brukes hybrid i kombinasjon med markører.