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( CHINGMU)光学动捕相机与诺亦腾惯性相机这两大服务商代表的相机情况,助力大家深入了解其特性,以便在实际应用中做出最佳选择。 了解完光学动捕相机,我们就来继续了解一下惯性动捕相机,还是以一张表格给大家更直观地展示不同型号的区别对比。 了解完不同的光学动捕相机和惯性动捕相机后,可以发现不同品牌,不同型号都会有针对性的研发和优势。 那么,当大家无论是选择青瞳视觉(CHINGMU)的光学动捕相机还是其它品牌的惯性动捕相机时,用户应该根据自身实际应用场景、预算以及对相机性能的具体要求,综合考量后做出最合适的决策,从而充分发挥光学动捕相机的优势
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 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。 3、教育领域:可应用于虚拟教学实验,学生通过穿戴动捕设备,在虚拟环境中金顶实验操作,增强学习的沉浸感和趣味性,同时也能避免真实实验中的一些危险,让学习更加安全。 4、工业设计:在工业领域,可利用惯性动捕设备获取的数据来优化工业机械设计,通过模拟操作人员在VR空间中对工业机械的操作动作,来分析操作的便捷性和舒适性,改进机械设计。 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。
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。 然而,由于输入惯性数据的稀疏性,基于稀疏IMU的最好的方案仍存在着坐/站难以区分的问题,输出结果存在抖动、身体穿过地面等反物理现象,且系统有着巨大的延迟。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。
但市场上动捕方案繁多,从千元级的 RGB-D 相机到数十万元的光学系统,若选型不当,要么 “精度不够用”,要么 “成本花冤枉”。 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 中预算(1 万 - 10 万元):惯性动捕方案(如 Xsens)或小型光学方案(如从仔动作捕捉),适合中小型科研、普通工业场景。 4.4 人机协作机械臂:惯性动捕 + NOKOV 局部光学场景需求:工厂车间中,机械臂与工人协作,需无遮挡、一定精度(1mm 内)、安全实时。 推荐方案:Xsens 惯性传感器(全身动捕)+ NOKOV 度量(机械臂末端高精度捕捉)核心优势:惯性传感器解决工人身体遮挡问题,捕捉工人动作轨迹;NOKOV 捕捉机械臂末端位置,确保协作时与工人的安全距离
我们将重点剖析以NOKOV度量为代表的国产高端光学动捕系统,并将其与包括美国魔神(Motion Analysis)、国产新锐从仔动捕等在内的国内外竞品进行多维度对比,旨在揭示不同技术路线的核心优势与适用边界 OptiTrack(补充品牌):柔性部署的中坚力量美国OptiTrack是另一市场占有率极高的光学动捕品牌,以其灵活的相机配置和强大的Motive软件平台著称。 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。 【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? 惯性动捕(如Xsens):相当于在你每个关节处戴上一个“高级运动手表”(IMU传感器),通过测量自身的加速度和角速度来推算动作。它不怕遮挡、无空间限制,适合户外打戏或体育训练。
其中,第一类主要针对手指动作捕捉(以下简称“动捕”),后两类则主要针对全身。 | 基于计算机视觉的动捕系统 该类动捕系统,由多个高速相机从不同角度,对目标特征点的监视和跟踪来进行动作捕捉。 | 基于马克点的光学动捕系统 该解决方案,顾名思义: 在运动物体关键部位粘贴Marker点,多个动作捕捉相机从不同角度实时探测Marker点; 将数据实时传输至数据处理工作站,以便根据三角测量原理精确额计算 | 基于惯性传感器的动捕系统 基于惯性传感器的动捕系统,需在身体的重要关节点佩戴集成加速度计、陀螺仪、磁力计等惯性传感器设备,然后通过算法实现动作捕捉。 由半无线变全无线;既支持纯惯性,也支持光学动捕和惯性动捕结合。 2月,Perception Neuron 2.0版本推出 Perception Neuron是基于纯惯性(MEMS惯性传感器)的动捕产品。
核心原理:光-算-控三位一体闭环 现代机器人动作捕捉系统通过多模态传感器协同,构建从物理运动到数字指令的实时转化链: 光学动捕(主流方案): 在环境部署红外相机阵列(如NOKOV度量的Mars系列) 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:可采用NOKOV度量的轻量级方案(4相机系统),租金仅主流产品1/3,且支持按小时计费。 Q3:多机器人协同为何必须全局动作捕捉? 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?
目前商业的动捕系统(如Vicon、Xsens)通常需要昂贵的基础设施或侵入性的设备,并不适合日常的使用。 最近大量的研究工作使用更加轻量、便宜的彩色或深度相机进行人体动作捕捉,但这些方法严重依赖于外部相机的摆放,受照明条件、遮挡、环境影响,而且大部分系统将人的运动限制在一个能被相机捕获到的固定空间中,一些日常活动如户外散步或坐在桌子后办公不能被这样的系统捕获 这些缺点大大降低了基于视觉的动捕系统的可用性。 为了使普通消费者也可以随时随地进行动作捕捉,本文提出了一个基于6个惯性测量单元的实时动捕系统。 从稀疏的惯性测量值估计出人体全身的运动是一件非常困难的事,比如当人保持坐着和站着时,这些惯性传感器的测量值可以是相同的,但人体姿态却是完全不同的。 因此我们在AMASS数据集中放置虚拟的惯性传感器,人工生成惯性测量值(加速度和旋转),并对AMASS和TotalCapture数据集生成支撑脚的标注,其中我们假定相邻两帧中脚的位移小于一个确定阈值则标记为支撑脚
1.2 一张表看懂:主流无人机定位技术对比为更清晰地展现动捕技术的优势,我们将其与 GPS、惯性导航进行横向对比:<! 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:NOKOV 度量动捕系统最多能同时追踪多少架无人机?答:理论上无上限,取决于相机布置数量与场景大小。目前已实现单场景内 30 架无人机的同步追踪,通过增加相机数量,可支持更多无人机协同。 答:NOKOV 度量系统提供 “一键标定” 功能,新手可在 30 分钟内完成相机布置与校准;同时配备详细的操作手册与技术支持,科研团队无需专业动捕经验即可快速使用。 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。
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 惯性动捕设备成本较低,但是由于受到惯性传感器的精度限制,其动作捕捉的精度也明显低于光学动捕设备。 此外,由于惯性动捕设备记录的是每个关节相对于上一时刻的相对值,无法获取演员在三维空间中的绝对坐标,这一特性导致惯性动捕设备无法应用于多人同时动捕的场景,因为其无法定位不同演员之间的相对位置关系。 动作捕捉:演员在被一圈高速红外相机围绕的动捕场景内按照剧本表演出规定的动作,所有相机同步进行拍摄,然后动捕软件利用多视角几何和目标跟踪算法,计算出每一个时刻演员身上每个marker点在三维空间中的坐标;
优势提炼:在中远距离测量场景中,精度较同类光学动捕产品提升 30%,相机扩展灵活性强,可根据场景需求增减设备数量;支持中英文操作界面,贴合国内企业与科研机构使用习惯,本土技术支持响应速度≤48 小时。 大疆 RoboMaster 动捕套装核心参数:测量精度≤1mm,采样率 30-100Hz,支持 4 台相机同步,基于视觉 + IMU 融合算法,兼容 RoboMaster 机器人生态,手机 APP 远程控制 Xsens MVN Link核心参数:基于惯性测量单元(IMU),姿态精度≤0.5°,采样率 120Hz,延迟≤6ms,无线传输距离≤100m,无需相机辅助。 Intel Realsense D400 系列动捕方案核心参数:基于深度相机,测量精度≤2mm,采样率 30Hz,单相机成本≤2000 元,兼容 OpenCV 开源软件,支持二次开发。 ,并非物理位置偏差;惯性动捕(如 Xsens)的 “姿态精度(≤0.5°)”,指传感器计算的姿态角度偏差。
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 (一)核心硬件设备1.Mars 系列光学动捕相机:这是 NOKOV 度量的旗舰产品,采用多镜头阵列设计,单相机分辨率可达 2400 万像素,帧率最高支持 500fps。 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。 2.无标记点动捕和有标记点动捕哪个更推荐?
前言解析人形机器人动作捕捉技术原理、方案对比与应用场景,NOKOV 度量光学动捕系统实现高精度动作迁移,助力人机协同升级。一、人形机器人动作捕捉核心定义人形机器人动作捕捉是什么? 作为实现机器人 “类人化运动” 与 “自然交互” 的核心技术,其在工业、服务、医疗等领域发挥着关键作用,而 NOKOV 度量凭借先进的光学动捕技术,成为该领域的重要技术支持者。 技术原理:从动作到执行的全流程1.动作数据采集:感知原始动作信号动作数据采集是人形机器人动作捕捉的第一步,通过各类传感器获取人体姿态、关节角度等原始信息,常见技术包括:光学动作捕捉:如 NOKOV 度量光学动捕系统 惯性动作捕捉:基于 IMU 惯性测量单元,感知肢体姿态变化,适用于移动场景。视觉无标记捕捉:利用 RGB-D 相机结合计算机视觉算法,实现非接触式动作估测。 NOKOV 度量案例:某汽车电子厂通过光学动捕系统,将电路板焊接动作误差控制在 ±0.5mm,生产效率提升 30%。
美国大片中的后期特效制作大都是用的这种光学式动捕技术。 惯性动作捕捉系统是由传感器捕捉动作,然后通过数据传输、数据处理最后建成三维模型。 对比之下,惯性动捕技术的每个传感器模块价格就低很多了,而且不受场地和光线条件的限制。但是相比较摄像头捕捉的动作,惯性动捕的精度上会有一些误差,而且随着使用的频率变大,误差也会越大。 国内外哪些公司正在做动捕系统? 光学式的动作捕捉 Optitrack 说到光学动捕,就不得不提到NaturalPoint,他们研究的动捕系统Optitrack被广泛运用到影视行业当中。 Xsens 荷兰Xsens的主要产品为MEMS传感器以及基于传感器的运动捕捉方案,其最早也做光学动捕方案,但随后又转型到了惯性动捕领域。 布塔 国内还有一家也在研究惯性全身动作捕捉的公司——布塔,据了解,他们研究的动捕技术能够在很短的时间内通过一个简单的动作就可以完成动作的校准。
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 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?
当机械臂抓取海底样品时,系统将位置误差控制在±0.5mm内,解决了传统惯性导航“累积误差”的问题。 核心价值:为机器人提供“实时定位导航”,提升复杂作业的精度和可靠性。 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。 普通防水相机能替代专业水下动捕系统吗?不能。普通防水相机仅能拍摄图像,无法实现三维坐标计算;专业系统通过多相机同步、红外标记点识别、专用算法,才能输出高精度运动数据,这是普通相机无法替代的。 水下动捕的数据可以直接用于机器人控制吗?可以。通过VRPN或ROS通信协议,动捕系统可将实时数据传输至机器人控制系统,实现“运动-反馈-调整”的闭环控制,延迟通常可控制在50ms以内。 随着光学技术、算法效率的不断提升,未来它还将在更多领域创造价值——或许不久的将来,当我们观看深海探测直播时,能通过实时动捕数据“看见”潜水器的每一次精准操作;当海洋生物学家研究鲸鱼迁徙时,能通过非接触式动捕记录其运动规律
SolidTrack作为一个实时摄像机追踪解决系统,用于记录相机在虚拟场景中相机移动的数据。 Vicon动作捕捉系统 Vicon动作捕捉系统,是一个非常准确和可靠的光学动作捕捉设备,其所提供的动捕技术,被广泛应用于影视、动画、游戏、VR、广播电视等领域。 相较于其它动捕系统,Vicon动作捕捉系统可以捕捉任何类型的骨骼,在两足和四足动物骨骼上没有限制。 (8)支持实时场地校准,当动捕摄影机在使用过程中被意外撞击导致震动甚至挪动位置,能够借助正在场地内表演的演员,对覆盖场地的动捕摄影机的位置进行即刻校准,不用重新全场校准。 ? (2)可轻松与任意现有的动作捕捉系统结合使用——无论光学或惯性,都可以为项目制作加入精确的手部及手指数据。 (3)从校准到开始进行捕捉,只需不到一分钟时间即可完成!
印象中的全身3D动捕的一套装备和场地布置,可是这样的: ? △光学动捕,《最后生还者》拍摄现场 或是这样的: ? △惯性动捕 最轻便的也得有5、6斤,价格便宜的就更重了能达到10几斤。 视频中的装备,后面标记出来才看到,两人身上各自只戴了6个小型惯性传感器,还是无线的。 ? 现在市面上的VR设备主要用的是光学动作捕捉。 后来简化成了头戴设备上的摄像头向外扫描周围的环境实现定位,加上两个手柄上的惯性传感器,如PSVR。 但动作捕捉的范围就只能是以头部和手部为主,腿部动作一直是难题。 与光学动捕相比,惯性动捕还有两个好处。一个是不怕环境障碍物遮挡。 ? 第二个是对照明环境没有要求,夜间也可以。 ? 除了个人VR游戏外,新的惯性动捕技术还可能降低商业动作捕捉的成本,让小规模的制作团队也有机会用上。 在游戏和动画电影中,动作捕捉摄影棚是这样的: ? 这恐怕只有大公司才承担得起了。
作为深耕动捕领域的 NOKOV 度量(以下简称 “NOKOV度量”),15 年来始终以 “毫米级精度” 定义行业标准,今天我们就以真实案例为切口,揭开光学动捕的神秘面纱。一、什么是光学动捕? 相较于惯性动捕(依赖传感器内置算法)、GPS 定位(适用于室外大范围)等技术,光学动捕的核心优势在于 “看得准、反应快”。 四、光学动捕的黄金应用场景:从娱乐到科研的跨界赋能光学动捕的高精度特性,让它在多个领域大放异彩。 以下是 NOKOV度量 参与的典型案例:1.影视动画与游戏:让虚拟角色 “有灵魂”痛点:传统动画靠手动 K 帧,耗时且动作僵硬;惯性动捕精度不足,细节失真。 光学动捕与惯性动捕哪个更好? 需根据场景选择:光学动捕精度更高(亚毫米级),适合高精度需求场景(如医疗、工业);惯性动捕便携性强,适合户外或移动场景(如 VR 游戏)。
(2-16 台可选)、同步设备、反光标志点(Marker 球)、动捕服。 60-120fps;测量维度:六自由度(基础版);兼容设备:无(仅支持自有软件);软件支持:Ying Lite 动作捕捉软件(终身免费授权);部署环境:室内(无强光干扰);核心配置:8 个动作捕捉镜头、动捕服 功能亮点主打 “高性价比入门级方案”,定价 19800 元(市面同类产品均价 30000 元),活动期间额外赠送动捕服 1 套 + 反光标志点 50 个。 功能亮点作为 NOKOV 的 “轻量化高性价比方案”,Astra 系列颠覆了传统光学动作捕捉 “依赖标记点” 的模式,通过 AI 算法自动识别人体骨骼,无需穿戴动捕服或粘贴 Marker 球。 无标记点系统(如 NOKOV Astra、Kinect):无需 Marker 球和动捕服,AI 自动识别骨骼,操作极简,精度≤0.3mm,适合批量筛查、教学、虚拟直播等场景。