湖北動作捕捉系統面部表情捕捉系統3DMoCap

一、天遠光學運動捕捉系統3DMoCap-GC130 技術規格

• 專業動作捕捉鏡頭： 12套

* 感應芯片：1/1.8^”近紅外高感CMOS

* 處理芯片：內置智能處理芯片，進行動作捕捉片上處理運算

分辨率 (H x V) 像素：1280×1024，130萬像素 

采集速率：1 - 120 fps

曝光時間：0.000001～1s

鏡頭：>6mm固定焦距 

工作溫度：-10℃～+40℃

快門準確度：99.9%

* 測量精度：<0.3mm/3m

* 信號輸出：直接輸出數字信號，圖像無壓縮，無需額外模數轉換裝置或圖像采集卡

* 動作捕捉相機線纜：Power over Camera Link高性能線纜，有效數據帶寬4.8Gbps

每個相機可同時捕捉反光球數目：>100個

近紅外環形LED光源：波長大于780nm，每個光源LED數量大于90個

• 獨立數據采集器 3個

* 內置處理芯片：動作捕捉數據片上預處理

* 數字同步控制：確保硬件嚴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

單元式結構：方便多交換機級聯以方便較大捕捉空間內的系統架設 

無限級聯擴充：數字同步控制與單元式結構相結合使得系統能夠實現無限級聯擴充 

* Gigabyte Ethernet數字信號傳輸：采集單元與工作站由千兆以太網線纜連接，傳輸距離可達百米以上。速度快，損耗低，便于進行大范圍內動作捕捉

• 多路同步控制器 1個

* 獨立同步信號發生裝置，由外觸發信號控制系統高精度同步采集

• 標定裝置 1套

• 采用輕便的動態標定套裝
• 快速高精度標定，可在1分鐘內計算定標完畢達到zui高等級精度

• 動作捕捉采集套裝 1套

• 動作捕捉標識球：直徑20mm，100個
• 動作捕捉緊身衣：中號、小號各一套

• 虛擬攝像機 1套

• 8寸高清液晶顯示屏，實時觀測虛擬場景鏡頭變化；
• 高品質便攜拍攝套裝，配備高精度反光標記支架，對虛擬攝像機6自由度高精度運動捕捉，定位精度<0.3mm/3m

• 三軸相機云臺 12個

• 支撐鋼架 1套

• 根據客戶設備場地要求，訂做鋼架，現場安裝

• 工作站 1臺

• 動作捕捉系統服務器
• 高性能獨立千兆網卡

• 專業光學動作捕捉軟件 1套
• 湖北動作捕捉系統面部表情捕捉系統3DMoCap

* *國內自主知識產權，全中文操作界面，提供完善的個性化軟件功能開發服務，虛擬攝像機與客戶訂制虛擬現實軟件的交互功能開發服務，數據接口開發服務和專業的技術售后服務

* 系統設置—系統定標—模型定標—運動捕捉—數據處理—格式轉換的模塊化流程設計，易于快速學習理解軟件操作

* 高精度多相機系統結構定標模塊，定標時間在1分鐘以內達到zui高精度等級

支持圖像監視、標識點監視等多種實時監控模式

* 支持單人和多人的實時智能動作捕捉

* 支持面部表情高精度捕捉，配有40點以上的智能捕捉模型

* 支持四足動物動作捕捉

* 支持剛體的精確運動測量分析

* 支持任意物體自定義結點數目的動作捕捉

* 對象模型學習模塊，全自動智能區分標識所有標記點，無需人工輔助標識連接首幀標記點

* 單人運動捕捉標記點模型不少于38個標記點，配有38點、43點智能捕捉模型，*計算各關節所有自由度，精確計算關節點位置，保證高精度、逼真、自然的動作重建

* 智能運動捕獲模塊，自動識別標記點，采集的同時同步顯示骨骼運動動畫，便于實時判斷數據采集的質量

* 實時第三方軟件動畫輸出功能，支持在運動捕捉的同時，在Motionbuilder等3D制作軟件中實時輸出角色動畫，便于現場直觀地演示動作效果

完善的后處理模塊，支持手動修補和自動修補等多種后處理模式

* 一鍵智能自動修補全幀數據功能，不用做過多手動修補，一鍵操作快速智能修補數據，后處理高效快捷

* 虛擬攝像機支持與光學動作捕捉系統配合，捕捉并記錄虛擬動畫攝像機軌跡及姿態，實現交互式動畫場景的自由變換，替代CG軟件中繁瑣的手工鏡頭設置工作，動畫鏡頭設置更加快捷靈活

支持多種數據格式文件輸出，包括TRC、BVH、CSM、FBX等

在運動物體的關鍵部位設置傳感器，系統跟蹤捕捉并記錄傳感器的三維空間中的位置，再經過計算機處理解算出物體在真實三維空間中的運動軌跡或姿態，并在虛擬三維空間中重建運動物體每一時刻運動狀態，這一技術叫做動作捕捉。

動作捕捉技術可以快速、便捷、高精度地記錄和重現物體的連續運動過程，包括人物，動物及其他各類運動物體，使三維動作重建的效率比手工制作提高數百倍，其準確度以及逼真效果也得到質的飛躍，因此動作捕捉在各個運動仿真及CG領域中廣泛應用，包括3D游戲動漫、電影*、虛擬現實、人機交互、機器人仿真、剛體姿態分析、運動科學研究、醫學步態分析、體育訓練、工程動態測量等領域。

智能識別與實時動畫

3DMoCap進行對象模型學習之后，每次捕捉自動識別標記點，并且實時顯示肢體運動的棍棒圖，實時渲染模型動畫，支持三維制作軟件實時交互驅動角色動畫，可以在捕捉的同時通過直觀的動畫顯示評估動作捕捉數據的好壞，現場即時制定問題解決方案，決定是否重新捕捉或更改捕捉方案。

實時智能數據修復與自動修補

3DMoCap具有強大的智能糾錯功能，在個別特征點數據因為遮擋、出界等干擾因素而缺失時，或個別特征點錯誤識別時，實時智能數據修復可以自動修補缺失數據，糾正錯誤識別，保證數據采集的高可靠性和準確率，因而實時動畫顯示流暢而準確。用戶也可以在數據后處理過程中使用智能修復功能，對數據進行快速后處理。

簡單而精準的動畫綁定

3DMoCap數據捕捉完成后，只需幾步簡單快速的后處理和自動修補過程，即可輸出數據文件到MotionBuilder中制作骨骼動畫。在MotionBuilder中，制作骨骼動畫只需按照“導入動捕數據文件——綁定Actor模型——驅動角色模型——輸出骨骼動畫”的流程，即可完成。從動作捕捉完成開始后處理一直到骨骼動畫完成，通常只需要大約1～2小時，綁定過程zui大程度上還原了演員的真實動作，動畫效果自然逼真，效率比手工制作高出數百倍。

出色的劇烈運動實時捕捉

3DMoCap軟件依靠其強大的智能算法，即使在運動非常劇烈的情況下，也能夠正確捕捉每一時刻的運動數據，不會出現因物體運動激烈而導致大量特征點失去跟蹤、動作變形甚至無法繼續進行捕捉的情況發生。因此即使面對劇烈的拳腳動作，3DMoCap仍然可以表現出出色的捕捉性能。

精確的定位與動作提取

3DMoCap系統采用光學多目立體視覺三維重建技術，對任何目標的空間定位可達到亞毫米量級。系統還使用了的運動捕捉標記點模型，精確計算關節點位置，而不是簡單地用標記點位置替代關節點軌跡，大大提高了關節點提取精度，精確地記錄了骨骼的運動軌跡，同時對骨骼所有運動自由度進行精確計算。

精準的定位與骨骼運動的精確計算在醫療/體育運動分析、動漫、游戲制作等領域具有重要意義，是醫學研究和體育訓練精確分析的基礎，也是動漫、游戲制作形象逼真的決定性因素。3DMoCap系統的精確捕捉和計算使得骨骼動畫更加自然逼真，給動畫制作效果帶來顯著提高。

高效高品質的多人捕捉

3DMoCap系統采用千兆以太網數字傳輸技術，信號傳輸損耗低，抗*力強，傳輸距離可達百米以上，能夠滿足大范圍內或多人多目標的動作捕捉要求。

在系統強大的多人動作捕捉功能作用下，多人動作捕捉性能同樣表現突出，在頻繁出現特征點被遮擋、重疊的情況下，數據依然連貫、準確，多人之間的骨骼動畫可以精確重現真實的人物互動。

3DMoCap動作捕捉鏡頭

• 感應芯片：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

• 內置智能處理芯片

• 數字圖像輸出

• 連接線纜：Power over Camera Link

• 高功率近紅外環形LED光源，LED數量大于90個

千兆網數字交換機

• 內置處理芯片圖像預處理

• 數字同步控制

• 靈活的單元式結構

• 前端接口，POCL，連接動作捕捉鏡頭

• 后端接口，Ethernet千兆以太網，連接工作站

同步控制器

• 獨立同步信號發生裝置，外觸發信號高精度控制系統同步采集