湖北動(dòng)作捕捉系統(tǒng)面部表情捕捉系統(tǒng)3DMoCap

一、天遠(yuǎn)光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)3DMoCap-GC130 技術(shù)規(guī)格

• 專業(yè)動(dòng)作捕捉鏡頭： 12套

* 感應(yīng)芯片：1/1.8^”近紅外高感CMOS

* 處理芯片：內(nèi)置智能處理芯片，進(jìn)行動(dòng)作捕捉片上處理運(yùn)算

分辨率 (H x V) 像素：1280×1024，130萬像素 

采集速率：1 - 120 fps

曝光時(shí)間：0.000001～1s

鏡頭：>6mm固定焦距 

工作溫度：-10℃～+40℃

快門準(zhǔn)確度：99.9%

* 測量精度：<0.3mm/3m

* 信號(hào)輸出：直接輸出數(shù)字信號(hào)，圖像無壓縮，無需額外模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置或圖像采集卡

* 動(dòng)作捕捉相機(jī)線纜：Power over Camera Link高性能線纜，有效數(shù)據(jù)帶寬4.8Gbps

每個(gè)相機(jī)可同時(shí)捕捉反光球數(shù)目：>100個(gè)

近紅外環(huán)形LED光源：波長大于780nm，每個(gè)光源LED數(shù)量大于90個(gè)

• 獨(dú)立數(shù)據(jù)采集器 3個(gè)

* 內(nèi)置處理芯片：動(dòng)作捕捉數(shù)據(jù)片上預(yù)處理

* 數(shù)字同步控制：確保硬件嚴(yán)格幀間圖像同步和高精度三維重建，便于鏡頭的靈活布置安裝

單元式結(jié)構(gòu)：方便多交換機(jī)級(jí)聯(lián)以方便較大捕捉空間內(nèi)的系統(tǒng)架設(shè) 

無限級(jí)聯(lián)擴(kuò)充：數(shù)字同步控制與單元式結(jié)構(gòu)相結(jié)合使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無限級(jí)聯(lián)擴(kuò)充 

* Gigabyte Ethernet數(shù)字信號(hào)傳輸：采集單元與工作站由千兆以太網(wǎng)線纜連接，傳輸距離可達(dá)百米以上。速度快，損耗低，便于進(jìn)行大范圍內(nèi)動(dòng)作捕捉

• 多路同步控制器 1個(gè)

* 獨(dú)立同步信號(hào)發(fā)生裝置，由外觸發(fā)信號(hào)控制系統(tǒng)高精度同步采集

• 標(biāo)定裝置 1套

• 采用輕便的動(dòng)態(tài)標(biāo)定套裝
• 快速高精度標(biāo)定，可在1分鐘內(nèi)計(jì)算定標(biāo)完畢達(dá)到zui高等級(jí)精度

• 動(dòng)作捕捉采集套裝 1套

• 動(dòng)作捕捉標(biāo)識(shí)球：直徑20mm，100個(gè)
• 動(dòng)作捕捉緊身衣：中號(hào)、小號(hào)各一套

• 虛擬攝像機(jī) 1套

• 8寸高清液晶顯示屏，實(shí)時(shí)觀測虛擬場景鏡頭變化；
• 高品質(zhì)便攜拍攝套裝，配備高精度反光標(biāo)記支架，對(duì)虛擬攝像機(jī)6自由度高精度運(yùn)動(dòng)捕捉，定位精度<0.3mm/3m

• 三軸相機(jī)云臺(tái) 12個(gè)

• 支撐鋼架 1套

• 根據(jù)客戶設(shè)備場地要求，訂做鋼架，現(xiàn)場安裝

• 工作站 1臺(tái)

• 動(dòng)作捕捉系統(tǒng)服務(wù)器
• 高性能獨(dú)立千兆網(wǎng)卡

• 專業(yè)光學(xué)動(dòng)作捕捉軟件 1套
• 湖北動(dòng)作捕捉系統(tǒng)面部表情捕捉系統(tǒng)3DMoCap

* *國內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，全中文操作界面，提供完善的個(gè)性化軟件功能開發(fā)服務(wù)，虛擬攝像機(jī)與客戶訂制虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的交互功能開發(fā)服務(wù)，數(shù)據(jù)接口開發(fā)服務(wù)和專業(yè)的技術(shù)售后服務(wù)

* 系統(tǒng)設(shè)置—系統(tǒng)定標(biāo)—模型定標(biāo)—運(yùn)動(dòng)捕捉—數(shù)據(jù)處理—格式轉(zhuǎn)換的模塊化流程設(shè)計(jì)，易于快速學(xué)習(xí)理解軟件操作

* 高精度多相機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定標(biāo)模塊，定標(biāo)時(shí)間在1分鐘以內(nèi)達(dá)到zui高精度等級(jí)

支持圖像監(jiān)視、標(biāo)識(shí)點(diǎn)監(jiān)視等多種實(shí)時(shí)監(jiān)控模式

* 支持單人和多人的實(shí)時(shí)智能動(dòng)作捕捉

* 支持面部表情高精度捕捉，配有40點(diǎn)以上的智能捕捉模型

* 支持四足動(dòng)物動(dòng)作捕捉

* 支持剛體的精確運(yùn)動(dòng)測量分析

* 支持任意物體自定義結(jié)點(diǎn)數(shù)目的動(dòng)作捕捉

* 對(duì)象模型學(xué)習(xí)模塊，全自動(dòng)智能區(qū)分標(biāo)識(shí)所有標(biāo)記點(diǎn)，無需人工輔助標(biāo)識(shí)連接首幀標(biāo)記點(diǎn)

* 單人運(yùn)動(dòng)捕捉標(biāo)記點(diǎn)模型不少于38個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，配有38點(diǎn)、43點(diǎn)智能捕捉模型，*計(jì)算各關(guān)節(jié)所有自由度，精確計(jì)算關(guān)節(jié)點(diǎn)位置，保證高精度、逼真、自然的動(dòng)作重建

* 智能運(yùn)動(dòng)捕獲模塊，自動(dòng)識(shí)別標(biāo)記點(diǎn)，采集的同時(shí)同步顯示骨骼運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫，便于實(shí)時(shí)判斷數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量

* 實(shí)時(shí)第三方軟件動(dòng)畫輸出功能，支持在運(yùn)動(dòng)捕捉的同時(shí)，在Motionbuilder等3D制作軟件中實(shí)時(shí)輸出角色動(dòng)畫，便于現(xiàn)場直觀地演示動(dòng)作效果

完善的后處理模塊，支持手動(dòng)修補(bǔ)和自動(dòng)修補(bǔ)等多種后處理模式

* 一鍵智能自動(dòng)修補(bǔ)全幀數(shù)據(jù)功能，不用做過多手動(dòng)修補(bǔ)，一鍵操作快速智能修補(bǔ)數(shù)據(jù)，后處理高效快捷

* 虛擬攝像機(jī)支持與光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)配合，捕捉并記錄虛擬動(dòng)畫攝像機(jī)軌跡及姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)交互式動(dòng)畫場景的自由變換，替代CG軟件中繁瑣的手工鏡頭設(shè)置工作，動(dòng)畫鏡頭設(shè)置更加快捷靈活

支持多種數(shù)據(jù)格式文件輸出，包括TRC、BVH、CSM、FBX等

在運(yùn)動(dòng)物體的關(guān)鍵部位設(shè)置傳感器，系統(tǒng)跟蹤捕捉并記錄傳感器的三維空間中的位置，再經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理解算出物體在真實(shí)三維空間中的運(yùn)動(dòng)軌跡或姿態(tài)，并在虛擬三維空間中重建運(yùn)動(dòng)物體每一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這一技術(shù)叫做動(dòng)作捕捉。

動(dòng)作捕捉技術(shù)可以快速、便捷、高精度地記錄和重現(xiàn)物體的連續(xù)運(yùn)動(dòng)過程，包括人物，動(dòng)物及其他各類運(yùn)動(dòng)物體，使三維動(dòng)作重建的效率比手工制作提高數(shù)百倍，其準(zhǔn)確度以及逼真效果也得到質(zhì)的飛躍，因此動(dòng)作捕捉在各個(gè)運(yùn)動(dòng)仿真及CG領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，包括3D游戲動(dòng)漫、電影*、虛擬現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互、機(jī)器人仿真、剛體姿態(tài)分析、運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)步態(tài)分析、體育訓(xùn)練、工程動(dòng)態(tài)測量等領(lǐng)域。

智能識(shí)別與實(shí)時(shí)動(dòng)畫

3DMoCap進(jìn)行對(duì)象模型學(xué)習(xí)之后，每次捕捉自動(dòng)識(shí)別標(biāo)記點(diǎn)，并且實(shí)時(shí)顯示肢體運(yùn)動(dòng)的棍棒圖，實(shí)時(shí)渲染模型動(dòng)畫，支持三維制作軟件實(shí)時(shí)交互驅(qū)動(dòng)角色動(dòng)畫，可以在捕捉的同時(shí)通過直觀的動(dòng)畫顯示評(píng)估動(dòng)作捕捉數(shù)據(jù)的好壞，現(xiàn)場即時(shí)制定問題解決方案，決定是否重新捕捉或更改捕捉方案。

實(shí)時(shí)智能數(shù)據(jù)修復(fù)與自動(dòng)修補(bǔ)

3DMoCap具有強(qiáng)大的智能糾錯(cuò)功能，在個(gè)別特征點(diǎn)數(shù)據(jù)因?yàn)檎趽酢⒊鼋绲雀蓴_因素而缺失時(shí)，或個(gè)別特征點(diǎn)錯(cuò)誤識(shí)別時(shí)，實(shí)時(shí)智能數(shù)據(jù)修復(fù)可以自動(dòng)修補(bǔ)缺失數(shù)據(jù)，糾正錯(cuò)誤識(shí)別，保證數(shù)據(jù)采集的高可靠性和準(zhǔn)確率，因而實(shí)時(shí)動(dòng)畫顯示流暢而準(zhǔn)確。用戶也可以在數(shù)據(jù)后處理過程中使用智能修復(fù)功能，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速后處理。

簡單而精準(zhǔn)的動(dòng)畫綁定

3DMoCap數(shù)據(jù)捕捉完成后，只需幾步簡單快速的后處理和自動(dòng)修補(bǔ)過程，即可輸出數(shù)據(jù)文件到MotionBuilder中制作骨骼動(dòng)畫。在MotionBuilder中，制作骨骼動(dòng)畫只需按照“導(dǎo)入動(dòng)捕數(shù)據(jù)文件——綁定Actor模型——驅(qū)動(dòng)角色模型——輸出骨骼動(dòng)畫”的流程，即可完成。從動(dòng)作捕捉完成開始后處理一直到骨骼動(dòng)畫完成，通常只需要大約1～2小時(shí)，綁定過程zui大程度上還原了演員的真實(shí)動(dòng)作，動(dòng)畫效果自然逼真，效率比手工制作高出數(shù)百倍。

出色的劇烈運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)捕捉

3DMoCap軟件依靠其強(qiáng)大的智能算法，即使在運(yùn)動(dòng)非常劇烈的情況下，也能夠正確捕捉每一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，不會(huì)出現(xiàn)因物體運(yùn)動(dòng)激烈而導(dǎo)致大量特征點(diǎn)失去跟蹤、動(dòng)作變形甚至無法繼續(xù)進(jìn)行捕捉的情況發(fā)生。因此即使面對(duì)劇烈的拳腳動(dòng)作，3DMoCap仍然可以表現(xiàn)出出色的捕捉性能。

精確的定位與動(dòng)作提取

3DMoCap系統(tǒng)采用光學(xué)多目立體視覺三維重建技術(shù)，對(duì)任何目標(biāo)的空間定位可達(dá)到亞毫米量級(jí)。系統(tǒng)還使用了的運(yùn)動(dòng)捕捉標(biāo)記點(diǎn)模型，精確計(jì)算關(guān)節(jié)點(diǎn)位置，而不是簡單地用標(biāo)記點(diǎn)位置替代關(guān)節(jié)點(diǎn)軌跡，大大提高了關(guān)節(jié)點(diǎn)提取精度，精確地記錄了骨骼的運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)對(duì)骨骼所有運(yùn)動(dòng)自由度進(jìn)行精確計(jì)算。

精準(zhǔn)的定位與骨骼運(yùn)動(dòng)的精確計(jì)算在醫(yī)療/體育運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)漫、游戲制作等領(lǐng)域具有重要意義，是醫(yī)學(xué)研究和體育訓(xùn)練精確分析的基礎(chǔ)，也是動(dòng)漫、游戲制作形象逼真的決定性因素。3DMoCap系統(tǒng)的精確捕捉和計(jì)算使得骨骼動(dòng)畫更加自然逼真，給動(dòng)畫制作效果帶來顯著提高。

高效高品質(zhì)的多人捕捉

3DMoCap系統(tǒng)采用千兆以太網(wǎng)數(shù)字傳輸技術(shù)，信號(hào)傳輸損耗低，抗*力強(qiáng)，傳輸距離可達(dá)百米以上，能夠滿足大范圍內(nèi)或多人多目標(biāo)的動(dòng)作捕捉要求。

在系統(tǒng)強(qiáng)大的多人動(dòng)作捕捉功能作用下，多人動(dòng)作捕捉性能同樣表現(xiàn)突出，在頻繁出現(xiàn)特征點(diǎn)被遮擋、重疊的情況下，數(shù)據(jù)依然連貫、準(zhǔn)確，多人之間的骨骼動(dòng)畫可以精確重現(xiàn)真實(shí)的人物互動(dòng)。

3DMoCap動(dòng)作捕捉鏡頭

• 感應(yīng)芯片：1/1.8”近紅外高感CMOS

• 分辨率 (H x V) 像素：1280×1024，130萬像素

• 采集速率：>60 fps

• 內(nèi)置智能處理芯片

• 數(shù)字圖像輸出

• 連接線纜：Power over Camera Link

• 高功率近紅外環(huán)形LED光源，LED數(shù)量大于90個(gè)

千兆網(wǎng)數(shù)字交換機(jī)

• 內(nèi)置處理芯片圖像預(yù)處理

• 數(shù)字同步控制

• 靈活的單元式結(jié)構(gòu)

• 前端接口，POCL，連接動(dòng)作捕捉鏡頭

• 后端接口，Ethernet千兆以太網(wǎng)，連接工作站

同步控制器

• 獨(dú)立同步信號(hào)發(fā)生裝置，外觸發(fā)信號(hào)高精度控制系統(tǒng)同步采集