光學(xué)運動捕捉是如何工作的,？
光學(xué)傳感
光學(xué)傳感涵蓋了多種多樣的技術(shù),。基于圖像的系統(tǒng)通過使用多個攝像頭跟蹤受試者身體部位上的預(yù)定點（標記）來確定位置,，并與特定的骨骼標志對齊,。通過使用工作體積的多個 2D 圖像來估計位置。立體測量技術(shù)將每個圖像中跟蹤對象上的公共跟蹤點關(guān)聯(lián)起來,，并使用此信息以及有關(guān)每個圖像和相機參數(shù)之間關(guān)系的知識來計算位置,。標記可以是被動的（反射）或主動的（發(fā)光）。反射系統(tǒng)使用安裝在相機鏡頭周圍的紅外 (IR) LED,，以及放置在相機鏡頭上方的紅外通濾光片,，并測量從標記反射的光。
光學(xué)系統(tǒng)
標記點設(shè)置
? 主動式標記點：一般內(nèi)置發(fā)光元件,，如LED，能主動發(fā)出特定波長的光,，可通過控制發(fā)光頻率等方式進行編碼,，便于系統(tǒng)識別。
? 被動式標記點：自身不發(fā)光,，靠反射外部光源工作,，通常是表面反射率高的球形或圓形，能將攝像機發(fā)出的光反射回攝像機,，易于與背景區(qū)分,。
? 確定參數(shù)：需對攝像機的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)進行標定,。內(nèi)部參數(shù)包括焦距、主點位置,、鏡頭畸變系數(shù)等,；外部參數(shù)指攝像機在世界坐標系中的位置和姿態(tài)，如平移向量和旋轉(zhuǎn)矩陣,。
? 常用方法：常使用張正友標定法等,，通過拍攝已知尺寸和形狀的標定板圖像，利用圖像處理算法提取標定板上的特征點,，根據(jù)特征點的圖像坐標和世界坐標的對應(yīng)關(guān)系,，計算出攝像機的內(nèi)外參數(shù)。
? 布置攝像機：根據(jù)捕捉場景和精度需求,，在被捕捉物體周圍合理布置多個攝像機,，確保物體運動時標記點能被多個攝像機同時拍攝到。
? 采集圖像：攝像機以一定幀率連續(xù)拍攝包含標記點的物體運動圖像,，幀率越高,，捕捉運動細節(jié)越準確，如高速運動場景常需100fps以上幀率,。
? 特征提?。簩Σ杉膱D像進行處理，利用圖像處理算法提取標記點的圖像坐標,，如采用閾值分割,、邊緣檢測、形態(tài)學(xué)操作等方法,，將標記點從背景中分離出來,，再通過質(zhì)心計算等方法確定標記點的精確位置。
? 立體匹配：針對不同攝像機拍攝到的同一標記點圖像,，通過立體匹配算法找到它們之間的對應(yīng)關(guān)系,，如基于特征的匹配算法，先提取標記點的特征描述子,，再通過計算特征描述子的相似度來確定對應(yīng)關(guān)系。
? 三維重建：根據(jù)多個攝像機拍攝到的標記點的圖像坐標及攝像機的標定參數(shù),，采用三角測量等方法計算標記點的三維坐標,，進而得到標記點在空間中的運動軌跡，實現(xiàn)對物體運動的捕捉,。
數(shù)據(jù)輸出與應(yīng)用
? 輸出數(shù)據(jù)：將處理后的運動數(shù)據(jù)以特定格式輸出,，如C3D、BVH等格式,，便于導(dǎo)入到動畫制作軟件,、虛擬現(xiàn)實軟件等中,。
? 應(yīng)用領(lǐng)域：在影視制作中，可為角色動畫制作提供真實的運動數(shù)據(jù),；在游戲開發(fā)中,，能實現(xiàn)更逼真的角色動作；在體育訓(xùn)練里,，可幫助運動員分析動作,，提升訓(xùn)練效果。
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