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运动捕捉系统行业应用报告
      2006-7-6 12:05:00     CGM硬件评测室     

    我们的价格优势很明显,国外同类品牌少则八九十万,多则几百万,这样的价格对国内的中小型三维制作团队或公司来讲,是无法承受的。加入863科技项目对我们是一个很大的鼓舞。相信随着技术水平的提高,我们的系统会日臻完善。
                                          迪生公司技术总监—— 蔡震宇

DMC运动采集分析系统


1989年成立的北京迪生通博科技有限公司(迪生),是国内为数不多的运动捕捉系统制造商之一。迪生研发的DMC运动采集分析(即运动捕捉)系统(Dison Motion Capture)是一套光学运动捕捉系统,是迪生公司专门针对国内中小型用户自主研发的产品。虽然目前在国内市场少有用户使用,不过具小编的了解在北影动画学院有一套正在测试中。DMC(Dison Motion Capture)运动采集分析系统拥有国内第一个自主知识产权,与国外的产品相比较而言价格优势明显(在40至120万之间)。值得一提的是现在的迪生三维动画技术科研项目在今年五月被纳入了国家863计划。
 

设备组成

标记点光源

使用可以发出红外光的发光二极管作为标记点的光源,发射的光强充足,可以在大尺度空间中准确标记运动物体,提供运动的相对精度。光发射角度为120°,可以扩大单点的有效捕捉范围,减少采集设备的数目及提高其分布随意性。

标记点控制器


DMC采用一个硬件控制电路来控制各个标记点,可以使其在采集识别中产生明显的影像区别。

摄像机

DMC使用的摄像机的分辨率为811×508。摄像机使用的CCD对光线的敏感区段恰好处在标记点发光二极管所发射的光线波长范围内,这样,摄像机就只针对标记点进行图像采用,提高了计算机软件对标记点位置识别的准确率。

传输线缆

单独设计的ECCT Camera电缆,可使摄像机与主机直接通过电缆连接,由主机向所有的摄像机直接供电(每个Camera没有独立的电源)保证视频信号、同步数据的快速上载。

处理器

处理器为所有摄像机提供电源,生成标准的同步信号,使所有的摄像机协同工作,处理视频信号。

技术介绍
DMC运动捕捉系统采用了主动Mocap的点跟踪及被动Mocap数据采集原理,有效缩小了跟踪点体积,提高捕捉的相对精度,并使系统自动识别各个跟踪点位置。另外,DMC中的数据校准技术省去了动态校准的繁琐过程,使整个校准过程简洁、准确。DMC的采集分辨率在811×508,采集速度为每秒60帧,只能满足一般用户对简单动作捕捉的需求。文件采用CSM BVH 格式,可与诸如Filmbox、Bodybuilder、3D Max等软件兼容。
通过对北影动画学院送测的DMC运动采集分析系统进一步了解得知,DMC系统目前支持的采集点大约在18个左右,这对于一般用户进行常用的运动捕捉应用比较适合,但无法完成较大的项目(需要更多的采集点与更高的分辨率)。在后期的处理上系统的速度也无法跟国际的成熟运动捕捉系统相媲美,由于DMC系统的价格要远低于国外品牌,所以很适合小规模公司或团队使用。

技术分析
1.系统能够通过硬件控制实现跟踪器与标记点的位置自动识别,这项技术为捕捉信息的精确度与避免标记点的捕捉缺实带来很大改观。
2.单机可以支持16个Camera,通过级联可以使摄像机的数目进一步增加。
3.采用静态校准的方式,确保系统均衡校准。只需30秒即可完成整套系统的校准工作。
4.标准的通道处理包括:自动重建、自动断点填充、输出格式为ASCII或CSM格式。

其它运动捕捉类型
    DMC系统采用的是主动点跟踪方式,但究其技术原理依然属于光学被动式捕捉系统。在运动捕捉技术领域中根据系统工作原理共分为四种类型,余下三类分别为:
机械式运动捕捉:这是一类较为传统的运动捕捉方式。系统依靠简单的机械装置将传感器安置在各个关节,通过角度和距离的变化对机械装置进行跟踪测量。国外曾给这种装置起了个很形象的名字“机械猴子”。
声学式运动捕捉:利用声波在空气中的传播速度和相位差原理来测量确定物体的运动轨迹。由于声波的传输速度受空气中气压、温度与湿度的影响较大,所以这类技术的精确度不高。
电磁式运动捕捉:电磁式运动捕捉应用电磁学原理不但可以记录空间位置,还可以记录方向信息。但由于在捕捉现场不可以有金属物品(否则会造成电磁场变形),传输模式因而采用电缆连线,所以限定了表演者或模型的活动程度,不适合剧烈的运动捕捉。

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奴安
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