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Optitrack 动作捕捉系统

Optitrack 动作捕捉系统建成效果图

系统概述

建设三维效果图

Optitrack 动作捕捉系统概述

动作捕捉系统是实时地准确测量、记录并重建运动物体每一时刻运动状态的高科技产品。

美国 NP 公司研发的动作捕捉系统 Optitrack 是结合国际动捕技术研发成功的，具有完全自主知识产权的光学式动作捕捉系统。

Optitrack 动作捕捉系统利用多目立体视觉测量原理，由多部近红外高感度捕捉摄像机同步实时采集粘贴于运动物体关键部位的高亮反光标记球的动态图像，实时重建标记球的三维空间运动轨迹，并重现物体的运动状态，进行高精度的运动捕捉。系统可以精确拟合人体或动物骨骼的运动，形成逼真自然的骨骼动画，对人体各种运动进行定量分析，还可以对一般刚体运动进行全方位六自由度的精确测量。

Optitrack 动作捕捉系统采用了国际最先进的智能自修复动捕技术，自动识别被捕捉对象，实时显示物体动画；准确率极高，动捕数据即出即用，无需更多人工后处理，可直接用于动画制作，性能达到国内领先水平，可以广泛应用于 3D 游戏制作、电影特效、动漫制作、虚拟现实、广告、科学研究、医疗、体育训练、工程测量等各个领域。

动作捕捉系统（Optitrack）特性

运动捕捉灵活便捷

采用被动式（反射式）光学运动捕捉技术，无电缆、机械装置的限制，表演者可以自由地表演。

数字信号传输

传输距离远，捕捉范围大。USB 数字数据传输，信号损失极小，传输数据不受距离限制。

数字同步控制

采用国内领先的数字交换机技术使所有相机高度同步采集，确保各相机数据严格帧号匹配，三维重建更加精确。

智能自修复动作捕捉

运动捕捉准确率高，后处理简便高效；系统软件包含实时自动纠错模块，能够实时纠正错误的跟踪数据，极大地减少了人工后处理的工作量和难度。

运动捕捉实时同步肢体棍棒链接动画显示

运动捕捉的同时自动识别标记点，无需手工辅助标记，同步显示肢体棍棒图动画，可在捕捉的同时直观地判断运动捕捉结果的好坏。

关节点运动轨迹计算精度高

系统使用国际领先的运动捕捉标记点模型，精确计算关节点位置，而不是简单地用标记点位置替代关节点轨迹，大大提高了关节点提取精度，对于医学研究、体育训练等领域的应用具有重大意义。

骨骼运动全自由度计算

系统软件对骨骼所有自由度进行精确计算，骨骼动画更加逼真自然。

强大的数据后处理模块

提供完备的修补、插值、滤波等一系列数据处理功能，可方便快捷地实现三维运动数据的编辑。

测量输出数据接口广泛

具备数据的后期处理及格式转换功能，提供 BVH、FBX 等数据格式，输出文件格式（FBX）全面支持 3ds Max、Maya 等 CG 软件。

软件操作界面友好

高度集成和智能化的设计，使用户无论经验多少都不需过多的培训就可以熟练操作。

动作捕捉系统（Optitrack）技术参数

参考指标	性能参数
相机分辨率	130 万象素
采集速率	120 FPS
相机感光范围	>780nm(近红外)
LED 灯光谱范围	>780nm(近红外)
捕捉视场范围	0.3m～40m
测量精度	0.5mm/3m
动捕标记点数量	>38 个

Optitrack 动作捕捉系统硬件主要由工作站，数据 USB 接口交换机以及动作捕捉镜头组成。传统的动作捕捉技术遇到复杂的动作、遮挡等问题时，将导致大量的错误跟踪数据，甚至跟踪中断，由于运动捕捉采集速率很高，一段数十秒钟的动画可能出现几百或几千个关键帧出错，需要大量的人工后处理，耗时费力，后处理工作量之大，大大地抵消了运动捕捉的效率优势。

Optitrack 系统采用国际领先的实时智能自修复技术，使得系统在标记球跟踪出错后，能够实时发现错误的数据并实时自动修正，极大地减少了人工后处理的工作量和复杂度，让运动捕捉系统最大程度上发挥自己的优势。强大的软件功能使得 Optitrack 动作捕捉系统拥有与国际顶尖动作捕捉系统相当的捕捉数据质量，大大地节省了硬件成本，具有极高的性价比。

动作捕捉镜头数量配置

动作捕捉系统镜头数量配置可以有 4～120 台不等，甚至更多。具体配置应该根据场地空间的大小和动作捕捉项目的类型进行适当的选择。在场地空间大小一定的情况下，动作捕捉镜头越多，可选择的捕捉视角就越多，捕捉的盲区（死角）就越少，捕捉范围相应地更大，捕捉效果也就越好；场地空间越大，一般需要的镜头数也越多，可以进行捕捉的场景也越复杂，可以捕捉的人数也越多。

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