【VR研报】动作捕捉可以成为虚拟现实中的行业壁垒,成就20亿美金

投哪儿网络2020-06-08 15:06:16



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投哪儿VR研究社


文 | 投哪儿 Even

编辑 | 投哪儿 夏小賏


什么是动作捕捉




动作捕捉是实时地准确测量、记录物体在真实三维空间中的运动轨迹或姿态,并在虚拟三维空间中重建运动物体每一时刻运动状态的高新技术。


那么动作捕捉技术对于VR来说是什么?




机械式动作捕捉系统

机械式动作捕捉系统依靠机械装置来跟踪和测量运动轨迹。典型的系统由多个关节和刚性连杆组成,在可转动的关节中装有角度传感器,可以测得关节转动角度的变化情况。装置运动时,根据角度传感器所测得的角度变化和连杆的长度,可以得出杆件末端点在空间中的位置和运动轨迹。


X-1st是这类产品的代表,其优点是成本低,精度高,采样频率高,但最大的缺点是动作表演不方便,连杆式结构和传感器线缆对表演者动作约束和限制很大,特别是连贯的运动受到阻碍,难以实现真实的动态还原。




声学式动作捕捉系统

声学式动作捕捉系统一般由发送装置、接收系统和处理系统组成。发送装置一般是指超声波发生器,接收系统一般由三个以上的超声探头阵列组成。通过测量声波从一个发送装置到传感器的时间或者相位差,确定到接受传感器的距离,由三个呈三角排列的接收传感器得到的距离信息解算出超声发生器到接收器的位置和方向。


这类产品的典型生产厂家有Logitech、SAC等,其最大优点是成本低,但缺点是精度较差,实时性不高,受噪声和多次反射等因素影响较大。

 



电磁式动作捕捉系统

电磁式动作捕捉系统一般由发射源、接收传感器和数据处理单元组成。发射源在空间产生按一定时空规律分布的电磁场;接收传感器安置在表演者身体的关键位置,随着表演者的动作在电磁场中运动,接收传感器将接收到的信号通过电缆或无线方式传送给处理单元,根据这些信号可以解算出每个传感器的空间位置和方向。


Polhemus和Ascension公司是这类产品生产商的代表,其最大特点是使用简单、鲁棒性和实时性好,缺点是对金属物体敏感,金属物引起的电磁场畸变对精度影响大,采样率较低,不利于快速动作的捕捉,线缆式的传感器连接同样对动作表演形成束缚和障碍,不利于复杂动作的表演。




惯性传导式动作捕捉系统

惯性传感器式动作捕捉系统由姿态传感器、信号接收器和数据处理系统组成。姿态传感器固定于人体各主要肢体部位,通过蓝牙等无线传输方式将姿态信号传送至数据处理系统,进行运动解算。其中姿态传感器集成了惯性传感器、重力传感器、加速度计、磁感应计、微陀螺仪等元素,得到各部分肢体的姿态信息,再结合骨骼的长度信息和骨骼层级连接关系,计算出关节点的空间位置信息。


代表性的产品有Xsens、3D Suit等,这类产品主要的优点是便携性强,操作简单,表演空间几乎不受限制,便于进行户外使用,但由于技术原理的局限,缺点也比较明显,一方面传感器本身不能进行空间绝对定位,通过各部分肢体姿态信息进行积分运算得到的空间位置信息造成不同程度的积分漂移,空间定位不准确;另一方面原理本身基于单脚支撑和地面约束假设,系统无法进行双脚离地的运动定位解算;此外,传感器的自身重量以及线缆连接也会对动作表演形成一定的约束,并且设备成本随捕捉对象数量的增加成倍增长,有些传感器还会受周围环境铁磁体影响精度。




光学式动作捕捉系统

光学式动作捕捉系统基于计算机视觉原理,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完成运动捕捉的任务。理论上对于空间中的任意一个点,只要它能同时为两部相机所见,就可以确定这一时刻该点在空间中的位置。当相机以足够高的速率连续拍摄时,从图像序列中就可以得到该点的运动轨迹。这类系统采集传感器通常都是光学相机,不同的是目标传感器类型不一,一种是在物体上不额外添加标记,基于二维图像特征或三维形状特征提取的关节信息作为探测目标,这类系统可统称为无标记点式光学动作捕捉系统,另一种是在物体上粘贴标记点作为目标传感器,这类系统称为标记点式光学动作捕捉。




动作捕捉技术创业公司案例

诺亦腾公司成立于2012年。自从成立以来,诺亦腾已经建立起了数条产品线:Perception™—基于惯性传感器的全身动作捕捉系统。基于惯性传感器的动作捕捉技术是一项融合了传感器技术、无线传输、人体动力学、计算机图形学等多种学科的综合性技术,有着极高的技术门槛,世界上仅有少数几家公司能够完成,而诺亦腾则是其中的佼佼者。


目前Perception拥有两款产品:面向高端客户的Perception Legacy与面向个人开发者的Perception Neuron。在未来,公司将继续完善动作捕捉技术平台 。


2015年11月15日,诺亦腾获得超过 2000 万美元 B 轮融资,此次投资由奥飞动漫(002292)领投,A 轮投资方君联资本和新进投资方海通开元跟投,此次投资后公司估值超 2 亿美元。


2015年9月21日,在第67届艾美奖颁奖典礼上《权力的游戏》(由小说《冰与火之歌》改编)破纪录斩获12项大奖,也获得了“最佳特效奖”。




投哪儿观点

动作捕捉系统本身已经有25年的历史,在虚拟现实出现之前影视及游戏制作为其主要的应用场景。


虚拟现实的出现,为其提供了一个更广阔的商业应用场景。虚拟现实行业从产业整体的角度来看缺乏交互模式上的革新,目前相对创新的成熟解决方案是HTCVive的红外线定位加手柄所完成的小范围的动作捕捉。真正适合VR的动作捕捉技术在我看来应该是一个整体上更加优化的技术,同时在满足优秀的动作捕捉体验的同时,叠加一套能够增强沉浸感的技术。使其在动作捕捉的基础上解决交互的难题。


根据这一观点,看好未来专注于VR领域同时具有优秀动作捕捉技术沉淀以及创新能力的创业团队。


写在最后,投哪儿是目前全国唯一专注于VR领域研究的创投服务机构,VR行业相关BP请发送至邮箱:349232641@qq.com,请添加我个人微信:zhaoyiwen579174



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