同时,在这一发展进程中,有标记动作捕捉和无标记动作捕捉作为两大技术路线被区分。有标记动作捕捉系统凭借其高精度成为工业级应用的主流,而无标记动作捕捉系统则是以其便捷灵活性加速了商业化的落地。 有标记动作捕捉有标记动作捕捉是一种通过在人体或物体表面放置特定标记点(Markers),并利用光学、惯性等传感器追踪其运动轨迹的技术,例如国内光学动捕服务商代表青瞳视觉(CHINGMU)、惯性动捕主流服务商诺亦腾等 6、体育运动:通过捕捉运动员的动作细节,结合数据分析找出技术短板,辅助教练制定针对性训练方案。同时,分析动作中的受力关节角度、肌肉发力时序,识别易导致损伤的不规范动作,提前预警并优化动作模式。 2、虚拟人:常用于虚拟数字人的实时驱动,真人穿戴动捕设备,其动作可实时映射到虚拟人身上,实现虚拟人在直播、短视频等场景中的自然动作展示,让其直播互动更加生动。 到这里,想来大家对于有标记动作捕捉和无标记动作捕捉已经有了一定的了解,那么其实不论是有标记还是无标记,光学式动捕还是惯性式动捕,每个技术都存在其优势和局限性。
第二种就是动捕。大概录制时间是2~3天,把所有的表演存下来,然后再花大概一个月的时候做优化和细节清理,就可以得到一个很牛逼的效果。 而整套动捕的工作流和设备,也是相当的复杂。 比如《死亡搁浅》里面,拔叔饰演的昂格尔,就全是动捕做的。 可以看到拔叔带着一整套面部动捕设备,脸上还有很多的黑点,这些黑点就是标记点,记录面部肌肉的运动,面前有摄像机阵列,大概就是通过捕捉标记点的运动和面部肌肉的变化,将这些表情信息转化成3D模型的数据,以驱动动画角色有更细腻的表演 这里说个有趣的小东西,就是脸部的标记点其实也不一定是黑的,而是有反差就行,比如白人是黑点,黑人就是白点。。。 而且这套动捕设备很贵,动不动就是几十万美金,你信息采集完了还不能直接用,还得绑定、清理等等以后,才算Ok。 但是就这,也比传统的动画师手K要好多了。 而现在,有了AI之后呢?
本文提出了一个基于物理的稀疏惯性动捕和人体受力估计方案:Physical Inertial Poser (PIP)。 目前商业的光学动捕系统往往需要在人体上穿戴大量的反光标记点,而商业的惯性动捕系统通常需要在人体上穿戴大量的惯性传感器。 图3 Vicon光学动捕系统。该系统需要人体穿戴大量反光标记点。 图4 Xsens惯性动捕系统。该系统需要人体穿戴大量惯性传感器。 这些问题显著影响着该类动捕系统的实用性。 相信未来会研究出更多更好的解决方案,进一步提高稀疏IMU动捕的精度和鲁棒性。
6. 未来发展趋势随着 AI 大模型与计算机视觉技术的融合,动捕技术将呈现三大核心趋势:无标记点化普及:AI 骨骼识别技术持续迭代,传统光学动捕的 “标记点依赖” 将逐渐被替代,操作流程进一步简化,降低专业门槛 无标记点动捕和有标记点动捕该如何选择?解答:核心决策依据是 “精度需求” 与 “使用场景”。 有标记点动捕(如 NOKOV 度量Mars、Motion Analysis)精度达微米级(≤0.01mm),适合对数据精度要求极高的场景,如医院步态分析、工业产品检测、科研数据采集,缺点是需要粘贴标记点 中小企业 / 初创团队预算有限,该选择哪款动捕方案?解答:优先选择 “低成本、易操作、开箱即用” 的产品,推荐 Astra 无标记点动捕系统或大疆 RoboMaster 动捕套装。
光学动捕需要演员穿着紧身动捕服,并且在身上粘贴光学标记点,在配置好光学动捕设备的场地进行表演和动作录制。 光学动捕设备通常价格不菲,同时还需要固定的室内场地,使用成本和门槛较高,很多小型动画工作室只能望而却步。如果可以从手机拍摄的视频中高精度地捕捉人物动作,那将是动画师的福音。 相比于传统光学动作捕捉流程,iCap有以下优势: 1.快速产出:能够快速产出动作数据,更适用于敏捷开发,方便前期试错; 2.随时随地:只需光照条件足够让拍摄清晰,便可随时随地拍摄视频,产出结果; 3.节约人力 该动捕数据主要包含了一些舞蹈和体育动作,覆盖了很多肢体动作和手势。作者对该数据进行了划分(90%训练集,10%验证集),并在此动作捕捉数据集上训练模型并进行了消融实验对比。下图展示了该数据的样例。 另外,论文还通过动捕数据渲染得到了一批包含手部动作标签的视频数据,用来和state-of-the-art算法进行对比。下图展示了渲染数据集的样例。
随着现在动捕技术的广泛普及,动捕相机在影视制作、游戏开发、科研教育、虚拟现实等诸多领域都发挥着关键作用,我相信很多创作者也会在选择光学还是惯性的动捕设备时感到很纠结,那么我今天主要为大家扒一扒青瞳视觉( IP68级100米防水24h*365不间断使用小巧轻便安装便捷兼具AI无标记&有标记功能全身映射精确参考多相机混用兼容性强使用灵活制作高效多维度多场景应用超高精度实时动作捕捉高性价比占地面积小便捷易用应用场景科研工业自动化 ,大家会发现不同的相机它主要的应用场景是有一定区别的,其具备的优势特征也是有差异存在的。 而对于有更高精度、更专业的动捕设备需求的公司或科研院校而言,MC系列与K系列能更好地匹配科研需求,精准定位目标位置。 不仅如此,青瞳视觉的光学动捕相机还能够匹配水下动捕、无标记动捕等多元化场景需求,选择性更多,适用领域更广。
以 NOKOV 度量的动捕方案为例,系统构成主要包括以下核心组件:组件名称核心作用技术要求红外光学镜头发射红外光并接收标记点反射信号,获取二维坐标分辨率≥2600 万像素,帧率≥120fps反光标记点附着于目标表面 案例:某高校运动生物力学实验室采用 NOKOV 度量8 镜头方案,将镜头布置在 6m×8m 场地四周,成功覆盖人体步态分析的全部区域。 2.数据采集与传输:让 “标记点” 说话2.1 标记点粘贴:给目标 “贴标签”在被捕捉目标(如人体、机器人、道具)表面粘贴反光标记点:人体动捕需按标准模型粘贴(如全身动捕贴 50-80 个点,覆盖关节与躯干 例如人体动捕中,将髋关节、膝关节、踝关节的标记点连线,即可定义 “腿部骨骼”。NOKOV度量 软件内置 100 + 标准标记集模板,支持快速调用与自定义修改。 反光标记点容易脱落吗?如何选择粘贴位置? NOKOV 度量配套的标记点采用医用级胶带,粘贴在皮肤或衣物上不易脱落;物体动捕建议贴在刚性结构处(如金属表面),避免柔性材料变形影响精度。
6. (二)未来趋势:技术融合与场景下沉,开启全民动捕时代无标记点技术成为主流:NOKOV Astra 已率先布局,未来无标记点动捕将逐步替代传统有标记点方案,操作门槛进一步降低,从 “专业人员操作” 转向 无标记点动捕和有标记点动捕该怎么选?NOKOV Astra 的优势在哪里? 解答:两者的核心区别在于 “是否需要在捕捉目标上粘贴反光 Marker 球或穿戴专用设备”,选择时需结合场景需求:有标记点动捕(如从仔直播版、Motion Analysis 数字影像系统):优势是精度高 ;劣势是精度略低于高端有标记点系统(但满足轻量级场景需求)。
环境适应性:场地、遮挡、光照都是 “关键变量”不同动捕方案对环境的耐受度差异显著,需结合使用场景判断:是否有遮挡:工业车间常有立柱、设备遮挡,光学动捕易受影响,惯性动捕更适配;实验室无遮挡环境,光学动捕的精度优势可充分发挥 光照条件:强光(如车间天窗直射)或弱光(如地下仓库)会影响光学动捕的标记点识别,需选择抗光干扰能力强的产品(如NOKOV 度量 Mars 系列)。 五、关键技术组件:华为海思动作捕捉模组的 “赋能作用”在机械臂动捕系统中,华为海思动作捕捉模组是提升性能的 “核心硬件”,其作用主要体现在两方面:5.1 提升实时数据处理速度传统动捕系统依赖 PC 端 Q4:华为海思动作捕捉模组在机械臂动捕系统中起到什么作用? 例如,NOKOV Mars 相机搭载该模组后,标记点识别时间从 1.5ms 缩短到 0.5ms,整体延迟从 8ms 降至 < 5ms,满足机械臂实时控制需求;降低功耗与故障率:工业场景中,动捕系统需 24
Marker点的空间坐标; 再从生物运动学原理出发解算出骨骼的6自由度运动。 此外,该光学动捕系统根据标记点发光技术不同,还可细分为主动式和被动式两种。 ? Motion Analysis 该解决方案的优势在于,能实现同时捕捉多目标。劣势为精度有所降低,价格相对昂贵。 主要原因有:采集信号量大,空间解算算法复杂,导致运算性能降低;肢体会遮挡标记点;对光学装置的标定工作程序复杂等。 代表性产品主要为美国Motion Analysis,其配置算是动捕中的顶级。 盘点近一年:动捕外设&模组 在介绍完当前三类主流动捕解决方案后,接下来,我们不妨再来了解一下过去一年内,主要的动捕外设&模组有哪些吧。 不过,从展示视频来看,体验者身穿紧身衣,衣服上附着有追踪标记,似乎不适合消费级场景。目前该方案支持几十款VR游戏,包括《辐射4VR》、《天际VR》等。
当谈及完全沉浸式的虚拟现实(VR)游戏时,玩家肯定是希望能够用手臂挥舞武器并且腿部也能做出相应的攻击动作。而这正是Yost Labs的PrioVR全身动作追踪传感器所能提供的,该公司日前宣布其开发者套
机器之心报道 编辑:微胖、马梓文 今天 Epic 发布了一个短片《蓝点》,让你对 MetaHuman Animator 这款神器有进一步的了解。
然而,面对市场上从万元级到数百万元级、从光学到惯性、从有标记到无标记的纷繁产品,如何选择一套契合自身精度、效率与预算需求的系统,成为众多科研机构、企业与创作者的核心难题。 6. Xsens(惯性动捕代表):户外与大范围运动的王者荷兰Xsens是惯性测量单元(IMU)动作捕捉技术的全球领导者。其产品如MVN Awinda无需摄像头,通过穿戴在身上的传感器进行动作捕捉。 苹果ARKit / 华为海思(无标记视觉动捕):移动与普惠化的未来以手机、平板为载体,通过RGB摄像头和AI算法实现无标记动作捕捉。提到的“华为海思动作捕捉模组”即属此类。 【FAQ】动作捕捉系统常见问题解答Q1:光学动捕、惯性动捕和无标记视觉动捕,根本区别是什么?如何选择? 无标记视觉动捕(如华为海思模组、苹果ARKit):直接用普通摄像头“看”你,通过AI算法从视频图像中识别出你的骨骼关节点。
以主流的光学动捕技术为例: 研究人员在目标物体(如运动员身体关节、机器人表面)粘贴特制反光标记点; 水下摄像机发射红外光(不受水体可见光干扰),捕捉标记点的反光信号; 系统通过多台摄像机的“三角定位 案例:某船舶研究所使用水下动捕系统测试新型LNG运输船模型,在10米×5米的测试池中,通过8台Mars4H UW镜头捕捉船体6个自由度运动(横荡、纵荡、垂荡、横摇、纵摇、艏摇)。 案例:某高校机器人实验室为水下机械臂安装反光标记点,通过水下动捕系统实时获取其末端执行器的三维坐标(精度达亚毫米级)。 案例:某动画团队拍摄“深海生物”特效时,让演员穿着带有标记点的潜水服在水下表演,通过NOKOV度量动捕的水下动捕系统捕捉肢体运动数据。 此外,水下标记点需采用抗水附着设计,避免气泡或杂质影响反光效果。 哪些因素会影响水下动捕的精度?
从技术原理上划分,运动捕捉设备可以分成两种类型,惯性动捕设备和光学动捕设备。 其中惯性动捕设备利用固定在演员关节上的加速度传感器来获取演员各个关节的相对运动量;而光学动捕设备则通过大量不同视角的高速相机同步拍摄演员动作,并利用多视角三维重建技术计算贴在演员身上的一批特殊标记点(marker 利用光学动捕设备进行动捕的流程分为以下几个步骤: 演员装扮:演员穿着紧身动捕服装,并在衣服表面需要捕捉的关节附近粘贴一定数量的marker点(标记点),marker点总数以及每个marker点粘贴的位置构成一套 6、动作重定向:将解算得到的骨骼动画数据重定向到不同体型的三维虚拟角色上,变成对应角色的动画资源。 之后,将每一帧与参考帧的距离矩阵进行对比,所有导致该帧的距离矩阵与参考帧的距离矩阵存在30厘米以上差异的marker点都被标记为离群marker点。
NOKOV 度量解决方案:在实验室布置 8 台 NOKOV Mars 4H 镜头,覆盖 10 米 ×8 米的测试空间;在无人机机身关键部位(机头、机翼、尾桨)粘贴 6 个微型反光标记点;以 300Hz NOKOV 度量解决方案:构建 20 米 ×10 米 ×4.5 米的室内实验空间,部署 10 台 NOKOV Mars 26H 镜头;实时获取 6 架无人机的六自由度(6DoF)位姿数据,通过 ROS 轻量化与小型化:未来动捕设备将从 “固定相机阵列” 向 “机载动捕” 发展,无人机可搭载小型化传感器,摆脱对固定基础设施的依赖;多模态融合:光学动捕将与激光、UWB(超宽带)定位融合,比如在户外场景中, 问:动捕系统的部署复杂吗?普通科研团队能快速上手吗? 而 NOKOV 度量动捕系统的实战案例证明,国产动捕技术已具备国际领先的精度与兼容性,未来将持续助力无人机解锁更多低空智能场景,让 “精准飞行” 成为常态。
机器人关节粘贴反光标记点 相机发射红外光→标记点反射→计算三维坐标 (1)数据融合中枢: (2)精度保障铁三角: 亚毫米级空间定位(NOKOV度量精度达±0.1mm) 毫秒级延迟(<5ms 闭环响应) 抗遮挡算法(标记点遮挡率<70%仍可重建) 二、NOKOV度量动捕系统:机器人产业的“运动教练”(1)工业机器人:从重复劳动到智能协作在汽车装配线上,传统机械臂只能执行预设轨迹。 关键参数对照表参数光学动捕(如NOKOV度量)惯性动捕视觉无标记定位精度0.1-0.5mm1-3mm5-10mm延迟<5ms20-50ms>100ms多目标支持★★★★★ (50+对象)★★☆☆☆ (5 机器人自主生成未学习过的动作序列 FAQ:机器人动作捕捉关键疑问解答Q1:光学动捕为何比IMU(惯性单元)更适合精密机器人? 答:当20台AGV在500㎡空间运行,局部定位(如激光SLAM)的坐标系偏差会导致碰撞,光学动捕提供统一时空基准。 Q4:室外强光下光学动捕是否失效?
然而,由于缺乏开源数据,现有的模型往往在由姿态检测算法提供的伪标签数据集或者单个说话人的小规模动捕数据集上进行测试。 华为东京研究所 - Digital Human Lab 与东京大学等合作进行了研究,提出了目前为止最大规模的数字人多模态数据集:BEAT (Body-Expression-Audio-Text),由 76 小时动捕设备采集的谈话数据和语义 原始数据包含肢体和手部动捕数据,AR Kit 标准 52 维面部 blendshape 权重,音频与文本,标注数据包含 8 类情感分类标签,以及动作类型分类和语义相关度打分。 网络主干由多个级联编码器和两个级联 LSTM+MLP 解码器组成,生成躯体和手部动作,数据被降频到 15FPS,单词句子被插入填充标记以对应音频的沉默时间。具体的网络结构如下图所示。 3.2 数据质量 为了评估 BEAT 这一新型数据集的质量,研究者使用了现有研究中广泛使用的动捕数据集 Trinity 作为对比目标。
然而,由于缺乏开源数据,现有的模型往往在由姿态检测算法提供的伪标签数据集或者单个说话人的小规模动捕数据集上进行测试。 华为东京研究所 - Digital Human Lab 与东京大学等合作进行了研究,提出了目前为止最大规模的数字人多模态数据集:BEAT (Body-Expression-Audio-Text),由 76 小时动捕设备采集的谈话数据和语义 原始数据包含肢体和手部动捕数据,AR Kit 标准 52 维面部 blendshape 权重,音频与文本,标注数据包含 8 类情感分类标签,以及动作类型分类和语义相关度打分。 网络主干由多个级联编码器和两个级联 LSTM+MLP 解码器组成,生成躯体和手部动作,数据被降频到 15FPS,单词句子被插入填充标记以对应音频的沉默时间。具体的网络结构如下图所示。 数据质量 为了评估 BEAT 这一新型数据集的质量,研究者使用了现有研究中广泛使用的动捕数据集 Trinity 作为对比目标。
系列光学动捕相机、Motion Analysis 魔神系统影视动画、高端游戏开发、科研实验惯性式动作捕捉通过穿戴在身体上的惯性传感器(IMU)记录加速度、角速度等数据无场地限制、抗遮挡能力强华为海思动捕模组户外拍摄 Astra 无标记点动捕系统:专为快速部署场景设计,无需在人体或物体上粘贴标记点,通过深度学习算法实时识别 21 个人体关键骨骼节点。 (二)配套软件与技术优势NOKOV 度量不仅提供硬件设备,还开发了完整的动捕软件生态,包括数据采集软件、动作编辑工具、格式转换插件等。 NOKOV 度量的光学动捕设备虽然在专业场地(如暗房)中精度最佳,但 Mars 系列支持在普通室内环境使用(避免强光直射即可);而 Astra 无标记点系统更是无需特殊场地,家庭客厅、办公室等场景都能部署 2.无标记点动捕和有标记点动捕哪个更推荐?