光学式和基于惯性动作捕捉技术的介绍及VR动作捕捉技术分析

　　在刚刚过去不久的2017年春节联欢晚会上，首度通过央视影音客户端以VR全景直播的方式，让远在千里之外观众们也能够如同身在会场一般亲临其境感受春晚的欢乐气氛。与此同时，各大电视台也开始融入VR/AR技术，比如江苏卫视采用了全息的VR直播画面，将全息投影技术和AR技术融入节目和舞台布景。观众只要戴上VR眼镜，就能360°全景观看整场晚会；湖南卫视更以水幕和科技的融合打造梦幻水舞台，引入AR超现实技术，让观众一口气体验虚拟现实的快感。

　　VR是一场交互方式的新革命，人们正在实现由界面到空间的交互方式变迁，这样的交互极其强调沉浸感，而用户想要获得完全的沉浸感，真正“进入”虚拟世界，动作捕捉技术才是VR产业中至关重要的隐形钥匙。

　　动作捕捉技术，进入VR世界的隐形钥匙

　　动作捕捉技术，抽象的说，就是能够捕捉你全身动作甚至面部表情的一套系统，通过数学计算处理，还原重建一个三维模型的虚拟人物，而且这个三维虚拟人物会随着你的动作变化而变化。它就是把现实中人的动作复制到电脑创建的虚拟人物上。然而说起来简单，但是要实现捕捉随时随刻和快速反映的各种动作，面对的技术问题非常多。

　　目前主流的动作捕捉技术主要有两种：光学式动作捕捉和基于惯性的动作捕捉。

　　光学式动作捕捉依靠一整套精密而复杂的光学摄像头来实现，它通过计算机视觉原理，由多个高速摄像机从不同角度对目标特征点进行跟踪来完成全身的动作的捕捉。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。一整套系统通常要包括几十个传感器单元，其中每个惯性传感器测量单元都包含陀螺仪、加速度计、磁传感器以及数字信号处理器。

　　此外还有基于声音定位的声学动作捕捉技术，相对来说还处于实验阶段，相比较光学和惯性的动作捕捉技术来说还不成熟。

　　其中基于光学的动捕方案精度比较高，而且不需要佩戴复杂的一些外设装置，但是因为需要搭建捕捉动作的各种摄像头，这些摄像头的造价较高，使得光学动捕方案的成本一直居高不下，成为普及的一大障碍。

　　在上个月的CES2017上，来自中国的本土厂商Realis（瑞立视），展出了拥有自主知识产权研发成功的光学动作捕捉系统设备（简称RTS光学动捕设备），其精确性和稳定性已得到印证，并获得国际多项发明专利，技术参数已达到最低延迟5.5ms以下、亚毫米级误差的国际最顶尖的水平，产品质量已超过美日同类顶级捕捉设备。而更让行业和开发商惊喜的是，瑞立视RTS动捕VR整合系统使得VR技术实现成本将比现阶段降低7成以上，极大的推进VR大空间自由互动方案布局的进程。