3D 游戏开发的动作捕捉的软件开发解决方案案有哪些?

数据新闻(314)
& & 试想下,在你的面前是类似《魔戒》中那般,成百上千的魔怪精兽向你扑来,为了保护族人,你要与入侵者奋勇鏖战。身临战火与硝烟弥漫的战场的你,不停闪躲刀斧的挥砍,与巨兽贴身肉搏,趁敌人不备取敌首级……这样的感官体验是否真的能在现实世界中实现?在Unite 2014大会上,Noitom的CTO戴若犁演示了类似的技术。他身着特制的黑色紧身动捕服,全身穿戴着17个传感器设备,在空中模拟刀剑挥砍的动作。而在他面前的大屏幕上,一只只怪物向他俯冲而来,但都被挥出的剑刃击杀,飚血倒地。
& & Noitom的技术,是怎样做到让玩家抛开键盘,来战个痛快的呢?在整个虚拟生态中,Unity搭建了一个虚拟的游戏世界,营造了场景和怪物;那么诸如Oculus VR2的虚拟现实技术便作为输出载体,借助穿戴头盔让你感知到虚拟世界;Noitom则作为其中的一项输入设备,捕捉现实中玩家的动作和姿态,同步投射在游戏中的虚拟人物上,三者配合下实现临场作战的沉浸感。
& & 为了能够真实模拟躯干动作,演示时,戴若犁一共佩戴了17个传感器,上半身10个,下半身7个。“传感器能捕捉到最主要的一些骨骼和关节的动作,再复现到这样的虚拟模型上去。”戴若犁告诉PingWest:人的身上一共23个关键骨骼,实际动作捕捉时简化为17个关键骨骼。使用者能根据需求,裁减传感器,做某些区间的动作捕捉。***设备只需一台笔记本、定向或全向天线,以及一个接收器。戴若犁介绍到,整个系统在协议层、应用层的射频是Noitom自己写的,但都在2.4G的频段。传统的射频传输标准满足不了这样的需求,Zigbee带宽太窄、蓝牙最多支持六个设备、WiFi时延太大,Noitom系统的时延却能做到1/480秒。
& & 采用短棒天线时,接收器能感知40-50米的范围,各关节传感器在360度范围内的变化,误差为0.2-0.3度,如果是更长一些的大天线,则能感知约100米范围内的动作变换。位置误差方面,相当于用户往外走50米,再次折回,大概误差2厘米左右。
& & 每个传感器约麻将那么大,但厚度约只有一半。每个传感器都配备电池和无线传输模块,都是标准化的,不同部位间能相互替换,一次通电能维持约3-4小时的工作时间。他们把这套动作捕捉系统称为Perception(感知),中文名为腾挪,这是因为相比传统利用摄像头、马克点的光学动作捕捉而言。利用惯性动作捕捉的腾挪,不需要限定在某一固定的场所,也不用考虑视觉上遮挡,以及多人动作时可能的身体交叉对动作捕捉的影响,同时还能和手持设备互动,自由地闪转腾挪。
& & 但这会牺牲部分精度,光学动作捕捉能达到千分之一毫米。戴若犁称,在旧金山他见过精度最高的光学动作捕捉系统----你把手指按在桌子,360度摇晃,通过算法处理就能看到肉眼所察觉不到的位置移动。但他认为,这样的精度大大冗余,没有这么必要。因为人身体上的肌肉、骨骼、衣服动作产生的“噪音”,已经远远高于精度了。
& & 相较精度,戴更在意的是动作捕捉系统,能够用更为轻巧设计或更便捷穿戴的方式,让消费级用户愿意去接受。“任何好的交互手段都是大家感受不到的、会忘记的、不会降低沉浸感的,就像语言交流一样。”在最新的动作捕捉系统中,Noitom大幅缩减了传感器的体积。新传感器只有10mm×10mm横截面积,类似指甲盖那么大,穿戴起来不似前者的那样臃肿。实现的手段是,用一个较大的主传感器用于集中的供电、和数据通讯传输,其他的芯片级的传感器通过并联的方式与主传感器连接,类似星型组网。新传感器用了更小的MPU、集成度更高,近2mm×2mm的芯片传感器、去掉了通讯和电池模块、体积大为减少,能直接藏在衣袖中。缺点是相互之间需要用细线连接。戴若犁告诉PingWest,这个产品短期内会用作智能手套的设计。
& & Noitom还在和国内一家互联网公司合作,推出用于电视游戏交互的可穿戴设备。在这套设备中,保持了轻便的特性,只用到1-2个传感器,用户通过腕、肘动作来进行交互。
& & Noitom目前主要的营收来自技术授权、动作捕捉系统的售卖等B2B的生意,以及按时间计费的动作捕捉服务。在B2B生意中,游戏方面的比重虽然只有1/5,但占比正在增加。Noitom还在和Unity协商,可能联合其他合作商,共同推出虚拟现实的制定一个标准的接口和通讯方式,提供输入、输出、内容的完整解决方案。同时,由Noitom制作游戏中常用的100种动作,可能作为motion Asset,放在Unity Asset Store中进行售卖。
& & Notiom更大的野心是对家用市场的瞄准,除了和合作伙伴授权算法技术,在今年推出几款可穿戴设备,今年年内还会发布一款自研的消费级别产品,定位在一个细分领域。在2013年的时候,为了验证动作捕捉在家用市场的潜力,Noitom推出了搭配高尔夫球杆使用的传感设备Myswing。通过MEMS微型传感器与手机App,直接记录杆面开合变化、挥杆节奏、挥杆平面、杆头速度、杆头路径、飞行距离,帮助运动员改进动作。戴若犁介绍称,很快要发布的新版MySwing plus中,会加上手臂或肩上的传感器,通过球杆和身体两个节点,采集复现用户的上肢的运动路径、角度和挥杆节奏,数据更为丰富。
& & 尽管自动化专业的戴若犁,要让Noitom作为动作输入技术的提供商,尽早在虚拟现实中有所布局,同时和其他技术提供商合作一起制定一套针对虚拟现实技术解决方案标准。但他认为,目前虚拟现实还有一个“最大的敌人”----用户在感受场景时存在一种Motion Sickness(视错差),也就是常见的晕车、晕3D的感觉。特别是场景中的人物在进行位置移动时,玩家本身是不动的,现实与虚拟世界景象,耳部的前庭感知与视觉画面的脱离,会造成头晕呕心的感觉。特别是在游戏设计中,玩家所扮演的角色往往超乎常人,跑得更快、跳得更高更远,现实中的动作输入与游戏展示并不是完全等同的,类似的落差如果无法调和或进行修正,可能会极大地限制虚拟现实游戏开发的想象力,甚至让虚拟现实技术沦为小众的玩物。
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世界知名动作捕捉系统品牌大盘点
众所周知,制作动画早就不需要通过人工手绘的方式来完成了,技术等更为先进的技术已经取代了传统的动画制作方式成为了现今的主流。不久前SONY旗下游戏工作室公布了游戏《the last of us》的几段宣传视频,在视频当中大家可以看出游戏人物的动作流畅的就像电影一样,其原因就在于游戏中的动作都是由真人出演的,然后通过和后期影像制作,才会有惟妙惟肖的视觉效果。
the last of us宣传视频截图动作捕捉技术涉及尺寸测量、物理空间里物体的定位及方位测定等方面可以由计算机直接理解处理的数据。在运动物体的关键部位设置,由系统捕捉跟踪器位置,再经过计算机处理后向用户通过可以在动画制作中应用的数据。当数据被计算机识别后,动画师即可以在计算机产生的镜头中调整、控制运动的物体。
用于动画制作的动作捕捉技术的出现可以追溯到 20 世纪 70 年代,迪斯尼公司曾试图通过捕捉演员的动作以改进动画制作效果。当计算机技术刚开始应用于动画制作时,纽约计算机图形技术实验室的 Rebecca Allen 就设计了一种光学装置,将演员的表演姿势投射在计算机屏幕上,作为动画制作的参考。之后从 20 世纪 80 年***始,美国 Biomechanics 实验室、 Simon Fraser 大学、麻省理工学院等开展了计算机人体动作捕捉的研究。此后,动作捕捉技术吸引了越来越多的研究人员和开发商的目光,并从试用性研究逐步走向了实用化。 1988 年, SGI 公司开发了可捕捉人头部运动和表情的系统。随着计算机软硬件技术的飞速发展和动画制作要求的提高,目前在发达国家,已经进入了实用化阶段,有多家厂商相继推出了多种商品化的运动捕捉设备,如、、、、、、、 等,其应用领域也远远超出了表演动画,并成功地用于、游戏、人体工程学研究、模拟训练、生物力学研究等许多方面。下面小编就为大家分别介绍一下几个世界知名品牌的系统。
是Advanced Realtime Tracking的英文缩写,是一家以红外线跟踪技术为基础,服务于不同专业领域的公司,主要为客户提供高端的虚拟现实跟踪解决方案,而且可以根据每个用户的不同需求进行优化配置。可以解决虚拟现实、工业模拟、工业测量,医学仿真和人机工程学中人体的需求。是推出的一款完善的跟踪系统,配有四个跟踪摄像机以及专业光学跟踪设备,价格经济实惠。适用于跟踪以下目标:人的视点和、头盔显示器、其他工具。
的包含高级光学系统的全部必要组件,即买即用,可对人类的自然全身动作进行准确捕捉。为个人用户提供了高性能的动作捕捉工具,彻底改变了以往动作捕捉设备价格高昂,需要租用或多用户共同使用的历史。一人即可完成操作,为个人创业者提供了无限机遇,创建自己的台式应用全身工作室已不再是梦想。
是一款便携式全身解决方案,无需使用摄像机即可对人体动作进行捕捉,具有灵活性强的特点,无论在室内室外均可使用。流程不用进行过多的调节,避免了信号阻挡或者标记物丢失的问题。采用先进的微型惯性传感器、生物力学模型、以及传感器融合算法,其开发机构公司是惯性传感器行业的领先企业。
公司成立于2006年,先后为工业/商业客户、军工客户和行业领域应用客户提供专业解决方案。目前,的商业客户已经覆盖了从中国到墨西哥的很多区域。发布于2010年初,其客户包括专业动漫师、大学和游戏开发者等。
融合了导航系统和角定位系统,还配有Inertial Labs OSv3惯性传感器,可将动作数据传输至PC机。 Joints II算法可以处理这些数据并实时计算出各身体部位的位置和运动方向。
由Raptor-4数码摄像头和Cortex软件组成,可以对复杂动作进行高精度捕捉。产品的实时功能允许用户在任务进行的过程中随时查看捕获结果。可与公司的多款数码摄像头结合使用,从而大大提升了产品性能。
总的来说动作捕捉技术还是比较完善的,而且根据具体情况的不同还可以在惯性动作捕捉系统和光学动作捕捉系统之间进行选择,所以说在动画制作、影视制作、模拟训练、工业仿真、虚拟现实等领域采用技术将是最明智的选择。
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种类多多啊
就在于游戏中的动作都是由真人出演的
控制运动的物体
动作捕捉技术吸引了越来越多的研究人员和开发商的目光
它的设备非常的易于使用
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