動作捕捉是一種用于記錄和分析人體或物體動作的技術。通過傳感器、攝像機或其他捕捉設備，將動作的細節(jié)實時轉化為數(shù)字數(shù)據(jù)，并應用于動畫、游戲、虛擬現(xiàn)實等領域。這項技術通過精確捕捉運動，能夠重現(xiàn)高度逼真的動作，常常被用于影視制作、虛擬角色的創(chuàng)建、游戲開發(fā)和體育分析等多個領域。

動作捕捉的基本原理：

1.捕捉設備：

動作捕捉通常使用特定的設備來記錄演員或物體的運動軌跡。主要設備包括：

①光學捕捉系統(tǒng)：通過多個攝像頭捕捉演員身上標記的運動反射點，利用紅外或可見光源來捕捉動作。常見品牌有Vicon、OptiTrack等。

②慣性捕捉系統(tǒng)：使用慣性傳感器（如加速度計、陀螺儀等）來記錄運動數(shù)據(jù)，通常適用于更為靈活和自由的動作捕捉，常見設備如Xsens。

③電磁捕捉系統(tǒng)：通過電磁場感應來捕捉運動數(shù)據(jù)，能夠精確測量物體在空間中的位置和角度，適用于需要高精度動作捕捉的場合。

2.標記點與角色映射：在光學動作捕捉中，演員通常會在身體的關鍵部位（如關節(jié)、肘部、膝部等）佩戴反射標記，捕捉系統(tǒng)通過攝像頭記錄這些標記點的運動。然后，將這些數(shù)據(jù)映射到虛擬角色的骨骼結構上，生成相應的動作。

3.數(shù)據(jù)處理與轉換：捕捉到的原始數(shù)據(jù)需要經(jīng)過計算機軟件的處理，轉化為可以應用于虛擬角色、動畫或3D模型的骨骼動作數(shù)據(jù)。這一過程包括對噪聲數(shù)據(jù)的過濾、數(shù)據(jù)平滑處理以及動作修正等。

4.應用和實現(xiàn)：最終，捕捉的數(shù)據(jù)被用于創(chuàng)建動畫角色、虛擬環(huán)境交互、游戲角色行為以及其他場景中的動態(tài)表現(xiàn)。

動作捕捉的類型：

1.全身動作捕捉：通過傳感器或標記點記錄人體的全身動作。這種方式能夠捕捉演員身體每一個關節(jié)的運動，適用于大范圍的動態(tài)表現(xiàn)，如游戲中的虛擬角色。

2.面部動作捕捉：專門記錄面部肌肉和表情變化，通常使用專門的面部捕捉設備或攝像頭，以精準再現(xiàn)人物的面部表情和情緒反應。在動畫中特別常見。