一、動作捕捉的運動捕捉設備

隨著計算機軟硬件技術的飛速發展和動畫制作要求的提高，在發達國家，運動捕捉已經進入了實用化階段，有多家廠商相繼推出了多種商品化的運動捕捉設備，如 MotionAnalysis、 Polhemus、 Sega Interactive、 MAC、 X-Ist、 FilmBox等，成功地用于虛擬現實、游戲、人體工程學研究、模擬訓練、生物力學研究等許多方面。

從技術的角度來說，運動捕捉的實質就是要測量、跟蹤、記錄物體在三維空間中的運動軌跡。典型的運動捕捉設備一般由以下幾個部分組成：

·傳感器。所謂傳感器是固定在運動物體特定部位的跟蹤裝置，它將向 Motion capture系統提供運動物體運動的位置信息，一般會隨著捕捉的細致程度確定跟蹤器的數目。

·信號捕捉設備。這種設備會因 Motion capture系統的類型不同而有所區別，它們負責位置信號的捕捉。對于機械系統來說是一塊捕捉電信號的線路板，對于光學 Motion capture系統則是高分辨率紅外攝像機。

·數據傳輸設備。 Motion capture系統，特別是需要實時效果的 Motion capture系統需要將大量的運動數據從信號捕捉設備快速準確地傳輸到計算機系統進行處理，而數據傳輸設備就是用來完成此項工作的。

·數據處理設備。經過 Motion capture系統捕捉到的數據需要修正、處理后還要有三維模型向結合才能完成計算機動畫制作的工作，這就需要我們應用數據處理軟件或硬件來完成此項工作。軟件也好硬件也罷它們都是借助計算機對數據高速的運算能力來完成數據的處理，使三維模型真正、自然地運動起來。

技術之一：機械式運動捕捉

機械式運動捕捉依靠機械裝置來跟蹤和測量運動軌跡。典型的系統由多個關節和剛性連桿組成，在可轉動的關節中裝有角度傳感器，可以測得關節轉動角度的變化情況。裝置運動時，根據角度傳感器所測得的角度變化和連桿的長度，可以得出桿件末端點在空間中的位置和運動軌跡。裝置上任何一點的運動軌跡都可以求出，剛性連桿也可以換成長度可變的伸縮桿，用位移傳感器測量其長度的變化。

早期的一種機械式運動捕捉裝置是用帶角度傳感器的關節和連桿構成一個可調姿態的數字模型，其形狀可以模擬人體，也可以模擬其他動物或物體。使用者可根據劇情的需要調整模型的姿態，然后鎖定。角度傳感器測量并記錄關節的轉動角度，依據這些角度和模型的機械尺寸，可計算出模型的姿態，并將這些姿態數據傳給動畫軟件，使其中的角色模型也做出一樣的姿態。這是一種較早出現的運動捕捉裝置，但直到現在仍有一定的市場。國外給這種裝置起了個很形象的名字：猴子。

機械式運動捕捉的一種應用形式是將欲捕捉的運動物體與機械結構相連，物體運動帶動機械裝置，從而被傳感器實時記錄下來。

這種方法的優點是成本低，精度也較高，可以做到實時測量，還可容許多個角色同時表演。但其缺點也非常明顯，主要是使用起來非常不方便，機械結構對表演者的動作阻礙和限制很大。而猴子較難用于連續動作的實時捕捉，需要操作者不斷根據劇情要求調整猴子的姿勢，很麻煩，主要用于靜態造型捕捉和關鍵幀的確定。

技術之二：聲學式運動捕捉

常用的聲學式運動捕捉裝置由發送器、接收器和處理單元組成。發送器是一個固定的超聲波發生器，接收器一般由呈三角形排列的三個超聲探頭組成。通過測量聲波從發送器到接收器的時間或者相位差，系統可以計算并確定接收器的位置和方向。

這類裝置成本較低，但對運動的捕捉有較大延遲和滯后，實時性較差，精度一般不很高，聲源和接收器間不能有大的遮擋物體，受噪聲和多次反射等干擾較大。由于空氣中聲波的速度與氣壓、濕度、溫度有關，所以還必須在算法中做出相應的補償。

技術之三：電磁式運動捕捉

電磁式運動捕捉系統是比較常用的運動捕捉設備。一般由發射源、接收傳感器和數據處理單元組成。發射源在空間產生按一定時空規律分布的電磁場；接收傳感器（通常有 10～ 20個）安置在表演者身體的關鍵位置，隨著表演者的動作在電磁場中運動,通過電纜或無線方式與數據處理單元相連，見圖 2和圖 3所示。

表演者在電磁場內表演時，接收傳感器將接收到的信號通過電纜傳送給處理單元，根據這些信號可以解算出每個傳感器的空間位置和方向。 Polhemus公司和 Ascension公司均以生產電磁式運動捕捉設備而著稱。這類系統的采樣速率一般為每秒 15～ 120次（依賴于模型和傳感器的數量），為了消除抖動和干擾，采樣速率一般在 15Hz以下。對于一些高速運動，如拳擊、籃球比賽等，該采樣速度還不能滿足要求。電磁式運動捕捉的優點首先在于它記錄的是六維信息，即不僅能得到空間位置，還能得到方向信息，這一點對某些特殊的應用場合很有價值。速度快，實時性好，表演者表演時，動畫系統中的角色模型可以同時反應，便于排演、調整和修改。裝置的定標比較簡單，技術較成熟，魯棒性好，成本相對低廉。

它的缺點在于對環境要求嚴格，在表演場地附近不能有金屬物品，否則會造成電磁場畸變，影響精度。系統的允許表演范圍比光學式要小，特別是電纜對表演者的活動限制比較大，對于比較劇烈的運動和表演則不適用。

技術之四：光學式運動捕捉

光學式運動捕捉通過對目標上特定光點的監視和跟蹤來完成運動捕捉的任務。常見的光學式運動捕捉大多基于計算機視覺原理。從理論上說，對于空間中的一個點，只要它能同時為兩部相機所見，則根據同一時刻兩部相機所拍攝的圖像和相機參數，可以確定這一時刻該點在空間中的位置。當相機以足夠高的速率連續拍攝時，從圖像序列中就可以得到該點的運動軌跡。

典型的光學式運動捕捉系統通常使用 6～ 8個相機環繞表演場地排列，這些相機的視野重疊區域就是表演者的動作范圍。為了便于處理，通常要求表演者穿上單色的服裝，在身體的關鍵部位，如關節、髖部、肘、腕等位置貼上一些特制的標志或發光點，稱為 Marker，視覺系統將識別和處理這些標志，如圖 4所示。系統定標后，相機連續拍攝表演者的動作，并將圖像序列保存下來，然后再進行分析和處理，識別其中的標志點，并計算其在每一瞬間的空間位置，進而得到其運動軌跡。為了得到準確的運動軌跡，相機應有較高的拍攝速率，一般要達到每秒 60幀以上。

如果在表演者的臉部表情關鍵點貼上 Marker，則可以實現表情捕捉，如圖 5所示。大部分表情捕捉都采用光學式。

有些光學運動捕捉系統不依靠Marker作為識別標志，例如根據目標的側影來提取其運動信息，或者利用有網格的背景簡化處理過程等。研究人員正在研究不依靠 Marker而應用圖像識別、分析技術，由視覺系統直接識別表演者身體關鍵部位并測量其運動軌跡的技術，估計將很快投入實用。

光學式運動捕捉的優點是表演者活動范圍大，無電纜、機械裝置的限制，表演者可以自由地表演，使用很方便。其采樣速率較高，可以滿足多數高速運動測量的需要。Marker數量可根據實際應用購置添加，便于系統擴充。

這種方法的缺點是系統價格昂貴，它可以捕捉實時運動，但后處理（包括 Marker的識別、跟蹤、空間坐標的計算）的工作量較大，適合科研類應用。

技術之五：慣性導航式動作捕捉

通過慣性導航傳感器AHRS(航姿參考系統)、IMU(慣性測量單元)測量表演者運動加速度、方位、傾斜角等特性。不受環境干擾影響，不怕遮擋。捕捉精確度高，采樣速度高，達到每秒1000次或更高。由于采用高集成芯片、模塊，體積小、尺寸小，重量輕，性價比高。慣導傳感器佩戴在表演者頭上，或通過17個傳感器組成數據服穿戴，通過USB線、藍牙、2.4Gzh DSSS無線等與主機相聯，分別可以跟蹤頭部、全身動作，實時顯示完整的動作。

運動捕捉技術在其他領域的應用

將運動捕捉技術用于動畫制作，可極大地提高動畫制作的水平。它極大地提高了動畫制作的效率，降低了成本，而且使動畫制作過程更為直觀，效果更為生動。隨著技術的進一步成熟，表演動畫技術將會得到越來越廣泛的應用，而運動捕捉技術作為表演動畫系統不可缺少的、最關鍵的部分，必然顯示出更加重要的地位。

運動捕捉技術不僅是表演動畫中的關鍵環節，在其他領域也有著非常廣泛的應用前景。

提供新的人機交互手段表情和動作是人類情緒、愿望的重要表達形式，運動捕捉技術完成了將表情和動作數字化的工作，提供了新的人機交互手段，比傳統的鍵盤、鼠標更直接方便，不僅可以實現三維鼠標和手勢識別，還使操作者能以自然的動作和表情直接控制計算機，并為最終實現可以理解人類表情、動作的計算機系統和機器人提供了技術基礎。

虛擬現實系統為實現人與虛擬環境及系統的交互，必須確定參與者的頭部、手、身體等的位置與方向，準確地跟蹤測量參與者的動作，將這些動作實時檢測出來，以便將這些數據反饋給顯示和控制系統。這些工作對虛擬現實系統是必不可少的，這也正是運動捕捉技術的研究內容。

機器人遙控機器人將危險環境的信息傳送給控制者，控制者根據信息做出各種動作，運動捕捉系統將動作捕捉下來，實時傳送給機器人并控制其完成同樣的動作。與傳統的遙控方式相比，這種系統可以實現更為直觀、細致、復雜、靈活而快速的動作控制，大大提高機器人應付復雜情況的能力。在當前機器人全自主控制尚未成熟的情況下，這一技術有著特別重要的意義。

互動式游戲可利用運動捕捉技術捕捉游戲者的各種動作，用以驅動游戲環境中角色的動作，給游戲者以一種全新的參與感受，加強游戲的真實感和互動性。

體育訓練運動捕捉技術可以捕捉運動員的動作，便于進行量化分析，結合人體生理學、物理學原理，研究改進的方法，使體育訓練擺脫純粹的依靠經驗的狀態，進入理論化、數字化的時代。還可以把成績差的運動員的動作捕捉下來，將其與優秀運動員的動作進行對比分析，從而幫助其訓練。

在人體工程學研究、模擬訓練、生物力學研究等領域，運動捕捉技術同樣大有可為。

可以預計，隨著技術本身的發展和相關應用領域技術水平的提高，運動捕捉技術將會得到越來越廣泛的應用。

二、體感游戲機哪個好

微軟Xbox Kinect、任天堂Wii、小霸王、Soomax享動、愛動。體感游戲機特點是游戲感強、運動健康、多人一起玩。以上的五款游戲機都很適合家庭用戶，可以一起娛樂。

1、微軟Xbox Kinect：Xbox的配件Kinect是傳感器技術，通過紅外線的結構光算法，可以分析玩家離攝像頭的距離，并能分析玩家的骨骼，識別能力很強，房間光線暗也不影響識別效果。而且支持多人一起體感游戲。

2、任天堂Wii：任天堂的Wii是第一代體感游戲機的開創者，采用兩個遙控手柄，玩家只要揮動手柄，游戲機可以獲得手的揮動方向，配合手柄上的按鍵來控制游戲。優點是價格便宜，缺點是只安裝復雜。

3、小霸王：小霸王采用類似Wii的遙控手柄，操作方式和Wii一樣，價格比Wii要便宜。小霸王主要面向非專業玩家，有不少運動游戲和以前小霸王紅白機時代的像素游戲，懷舊玩家也是其主攻的。

4、Soomax享動：Soomax享動面向非專業玩家，也就是休閑玩家，技術類似微軟Kinect的傳感器，自動識別人的骨骼，不用游戲控制器。Soomax享動游戲主機采用8核心的安卓系統，和一般的手機一樣，支持高清品質的游戲內容。

5、愛動：愛動游戲主機采用安卓系統，和一般的手機一樣，支持高清品質的游戲內容。愛動采用類似Wii的遙控手柄，操作方式和Wii一樣，另外增加了一個自己研發的攝像頭，也可以不用游戲控制器，但識別效果較差。

三、體感差什么意思

體感差什么意思

體感差什么意思，很多人都說人其實是有第六感的，而且第六感是非常準的，這種感覺讓身體能感知自身在運動中的各種變化，也可以說是人的體感。以下分享體感差什么意思？

體感差什么意思1體感，或稱軀體感覺，是觸覺、壓覺、溫覺、痛覺和本體感覺（關于肌肉和關節位置和運動、軀體姿勢和運動以及面部表情的感覺）的總稱。所以體感差是指感覺不太靈敏。

體感是和特殊感覺相對的一個概念。這些不同的體感模式源自不同類型的感受器。在哺乳類，體感的上行神經通路起源自身體不同部位的感受器，途經后柱-內側丘系通路、脊髓丘腦前束、脊髓皮層前束和脊髓皮質后束，終于大腦皮層后中央回的體感皮層。

上行體感通路通常包括三個神經元[2]：分別稱為一級，二級和三級神經元。一級神經元的胞體位于脊髓后根神經節（頭和頸部以外的部分），或三叉神經節或其它感覺性腦神經的神經節（頭和頸部）。二級神經元的胞體位于脊髓或腦干內，其軸突將交叉并進入對側丘腦。三級神經元的胞體位于丘腦腹后核，其軸突終于大腦皮質后中央回，即初級體感皮層。

初級體感皮層對應于Brodmann分區系統3，2，1區。初級體感皮層內的區域與身體區域存在對應關系，這個關系稱為體感皮質定位（Somatotopy）。傳入體感信息較多的身體區域獲得的皮層代表區域較大。比如手部在初級體感皮層中的代表區域比背部的大。體感皮質定位可用“體感小人”（Somatosensory homunculus）來表示。

體感分類

體感又可分類為：皮膚感覺、運動感覺和內臟感覺。其中前兩種是了解得比較清楚的類型。內臟感覺傳遞關于體腔內部的信息，例如腹痛。

體感技術一般需要借助體感設備如手柄、腳帶、感應帽等完成人體動作、表情的捕捉，如最為大眾所知的wii游戲。

但是也已經有了更尖端的技術，不需要借助設備，只需動手、動腳，即能通過識別器捕捉人體的運動線程，如摩比源公司的“人體動作跟蹤及分析技術”（H、E、A、R、T-Human Expression Analysis and Rendering Technology），從普通的網絡攝像頭直接捕捉人臉部表情及身體動作。這項技術已經應用于IM軟件、電腦游戲等。最為大眾熟悉的就是久游網推出的《勁秀團》。

體感技術還處于發展階段，但是已經廣泛應用到了游戲、影視、醫療等方面，隨著時代的變遷與科學技術的發展，體感技術的應用領域也必將進一步擴大。

體感差什么意思2體感互動，有趣的交互體驗

體感互動裝置是利用即時動態捕捉、影像辨識、麥克風輸入、語音辨識等功能讓人們擺脫傳統單調的操作模式。

體感互動

體感互動裝置通常指的是隔空互動，通過體感設備來檢測人體，通過景物處理技術把人物從攝像頭捕捉到的畫面中分離出來，隨著手指的揮動在不接觸任何物體的情況下做出手勢，畫面就會做出相應的變化，比如對圖片、視頻進行放大縮小、拖拽、旋轉、播放及暫停、可操控賽車游戲等，可以支持多人同時操作，讓操作變得更靈活。參與者通過身體手指動作來與大屏幕的圖像進行互動。

體感互動裝置是通過攝像頭傳感技術，捕捉參與者實時視頻流或深度圖像，利用動態捕捉、影像辨識、麥克風輸入、語音辨識等功能讓人們擺脫傳統單調的操作模式，從而實現"無觸覺"交互體驗。

智立方體感互動運動

“體感互動運動”是利用人影跟隨互動控制粒子技術，集虛擬仿真技術、圖像識別技術于一身的人影互動系統，實現識別參與者肢體動作，讓參與者完成系統內的互動運動項目。系統支持多人參與和單人游戲。

“體感互動運動”打造了一個精彩刺激的運動體驗館，利用視頻動作捕捉技術準確捕捉玩家的動作數據，實現虛實交互體驗。系列包含虛擬足球、馬路酷跑、跨欄王、小飛人、快樂蹦跑、點球大戰、拳王爭霸、游泳達人、互動攀爬、互動蹦床、忍者大戰、決戰太空等互動運動項目。十項全能極限，挑戰玩家的耐力、體力、速度，游戲感更強，運動更具激情！

給予參與者新奇的運動體驗，有效吸引更多玩家參與游戲。將運動融入互動游戲中，讓鍛煉更歡樂，讓娛樂游戲更健康！

體感差什么意思3體感互動展示

體感互動系統，發射紅外線，對范圍內進行立體定位，配合攝像頭來識別人體的運動，利用即時動態捕捉、影像辨識等功能讓人們擺脫傳統單調的操作模式。如：地面互動、互動涂鴉、VR漫游等多種體驗形式。

產品介紹：

中國游樂場的娛樂方式已發生變化，傳統游樂場已無法滿足現代人們的需求，如何吸引客戶，如何讓客戶玩的`盡興，如何增加利潤，如何引導潮流是當下被關注的焦點。緊隨時代步伐，新奇，科技，時尚必將成為中國游樂場的潮流。

晟跡公司的“互動樂園”是專門針對游樂場開發的游戲系統。系統通過XNA，unity，及多點觸摸技術開發而成，多人互動的游戲形式，讓小朋友和家長共同參與，體驗高科技的游戲樂趣。近年全世界的游戲玩家都非常熱衷進行體感游戲，這一類的體感游戲由于玩法直接簡單，吸引了相當多不同年齡和性別的玩家。

晟跡研發的體感游戲，不需要鼠標或游戲搖桿，只需要運動您的身體即可體驗互動游戲！晟跡還提供了一系列運動游戲，如音樂游戲，學習游戲，及眾多的休閑游戲，這些游戲可應用于主題公園，游樂場，幼兒園。

產品構成：

硬件：工程投影機、肢體動作識別感應器、中控主機、多媒體音箱設備、音響設備、線纜輔材

軟件：windows操作系統、互動捕捉識別系統、動作捕捉處理系統、游戲軟件

產品優勢：

1、本軟件在單一系統上可供多個并發用戶使用，并發使用的人數是根據屏幕的尺寸大小、攝像頭的識別范圍而定，顯示屏幕越大、攝像頭識別范圍越廣，并發用戶越多，本軟件識別點數越多，可識別點數達255點。

2、融入式參與系統提供參與者和地面影像顯示的實時動態組合，影像隨觀眾參與同步變化。

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