投哪兒-專業(yè)垂直型的創(chuàng)業(yè)孵化平臺

投哪兒VR研究社

文 | 投哪兒 Even

編輯 | 投哪兒 夏小賏

什么是動作捕捉

動作捕捉是實時地準確測量、記錄物體在真實三維空間中的運動軌跡或姿態(tài)，并在虛擬三維空間中重建運動物體每一時刻運動狀態(tài)的高新技術(shù)。

那么動作捕捉技術(shù)對于VR來說是什么？

機械式動作捕捉系統(tǒng)

機械式動作捕捉系統(tǒng)依靠機械裝置來跟蹤和測量運動軌跡。典型的系統(tǒng)由多個關(guān)節(jié)和剛性連桿組成，在可轉(zhuǎn)動的關(guān)節(jié)中裝有角度傳感器，可以測得關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度的變化情況。裝置運動時，根據(jù)角度傳感器所測得的角度變化和連桿的長度，可以得出桿件末端點在空間中的位置和運動軌跡。

X-1st是這類產(chǎn)品的代表，其優(yōu)點是成本低，精度高，采樣頻率高，但最大的缺點是動作表演不方便，連桿式結(jié)構(gòu)和傳感器線纜對表演者動作約束和限制很大，特別是連貫的運動受到阻礙，難以實現(xiàn)真實的動態(tài)還原。

聲學式動作捕捉系統(tǒng)

聲學式動作捕捉系統(tǒng)一般由發(fā)送裝置、接收系統(tǒng)和處理系統(tǒng)組成。發(fā)送裝置一般是指超聲波發(fā)生器，接收系統(tǒng)一般由三個以上的超聲探頭陣列組成。通過測量聲波從一個發(fā)送裝置到傳感器的時間或者相位差，確定到接受傳感器的距離，由三個呈三角排列的接收傳感器得到的距離信息解算出超聲發(fā)生器到接收器的位置和方向。

這類產(chǎn)品的典型生產(chǎn)廠家有Logitech、SAC等，其最大優(yōu)點是成本低，但缺點是精度較差，實時性不高，受噪聲和多次反射等因素影響較大。

電磁式動作捕捉系統(tǒng)

電磁式動作捕捉系統(tǒng)一般由發(fā)射源、接收傳感器和數(shù)據(jù)處理單元組成。發(fā)射源在空間產(chǎn)生按一定時空規(guī)律分布的電磁場；接收傳感器安置在表演者身體的關(guān)鍵位置，隨著表演者的動作在電磁場中運動,接收傳感器將接收到的信號通過電纜或無線方式傳送給處理單元，根據(jù)這些信號可以解算出每個傳感器的空間位置和方向。

Polhemus和Ascension公司是這類產(chǎn)品生產(chǎn)商的代表，其最大特點是使用簡單、魯棒性和實時性好，缺點是對金屬物體敏感，金屬物引起的電磁場畸變對精度影響大，采樣率較低，不利于快速動作的捕捉，線纜式的傳感器連接同樣對動作表演形成束縛和障礙，不利于復雜動作的表演。

慣性傳導式動作捕捉系統(tǒng)

慣性傳感器式動作捕捉系統(tǒng)由姿態(tài)傳感器、信號接收器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。姿態(tài)傳感器固定于人體各主要肢體部位，通過藍牙等無線傳輸方式將姿態(tài)信號傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，進行運動解算。其中姿態(tài)傳感器集成了慣性傳感器、重力傳感器、加速度計、磁感應(yīng)計、微陀螺儀等元素，得到各部分肢體的姿態(tài)信息，再結(jié)合骨骼的長度信息和骨骼層級連接關(guān)系，計算出關(guān)節(jié)點的空間位置信息。

代表性的產(chǎn)品有Xsens、3D Suit等，這類產(chǎn)品主要的優(yōu)點是便攜性強，操作簡單，表演空間幾乎不受限制，便于進行戶外使用，但由于技術(shù)原理的局限，缺點也比較明顯，一方面?zhèn)鞲衅鞅旧聿荒苓M行空間絕對定位，通過各部分肢體姿態(tài)信息進行積分運算得到的空間位置信息造成不同程度的積分漂移，空間定位不準確；另一方面原理本身基于單腳支撐和地面約束假設(shè)，系統(tǒng)無法進行雙腳離地的運動定位解算；此外，傳感器的自身重量以及線纜連接也會對動作表演形成一定的約束，并且設(shè)備成本隨捕捉對象數(shù)量的增加成倍增長，有些傳感器還會受周圍環(huán)境鐵磁體影響精度。

光學式動作捕捉系統(tǒng)

光學式動作捕捉系統(tǒng)基于計算機視覺原理，由多個高速相機從不同角度對目標特征點的監(jiān)視和跟蹤來完成運動捕捉的任務(wù)。理論上對于空間中的任意一個點，只要它能同時為兩部相機所見，就可以確定這一時刻該點在空間中的位置。當相機以足夠高的速率連續(xù)拍攝時，從圖像序列中就可以得到該點的運動軌跡。這類系統(tǒng)采集傳感器通常都是光學相機，不同的是目標傳感器類型不一，一種是在物體上不額外添加標記，基于二維圖像特征或三維形狀特征提取的關(guān)節(jié)信息作為探測目標，這類系統(tǒng)可統(tǒng)稱為無標記點式光學動作捕捉系統(tǒng)，另一種是在物體上粘貼標記點作為目標傳感器，這類系統(tǒng)稱為標記點式光學動作捕捉。

動作捕捉技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司案例

諾亦騰公司成立于2012年。自從成立以來，諾亦騰已經(jīng)建立起了數(shù)條產(chǎn)品線：Perception?—基于慣性傳感器的全身動作捕捉系統(tǒng)?；趹T性傳感器的動作捕捉技術(shù)是一項融合了傳感器技術(shù)、無線傳輸、人體動力學、計算機圖形學等多種學科的綜合性技術(shù)，有著極高的技術(shù)門檻，世界上僅有少數(shù)幾家公司能夠完成，而諾亦騰則是其中的佼佼者。

目前Perception擁有兩款產(chǎn)品：面向高端客戶的Perception Legacy與面向個人開發(fā)者的Perception Neuron。在未來，公司將繼續(xù)完善動作捕捉技術(shù)平臺 。

2015年11月15日，諾亦騰獲得超過 2000 萬美元 B 輪融資，此次投資由奧飛動漫（002292）領(lǐng)投，A 輪投資方君聯(lián)資本和新進投資方海通開元跟投，此次投資后公司估值超 2 億美元。

2015年9月21日，在第67屆艾美獎頒獎典禮上《權(quán)力的游戲》（由小說《冰與火之歌》改編）破紀錄斬獲12項大獎，也獲得了“最佳特效獎”。

投哪兒觀點

動作捕捉系統(tǒng)本身已經(jīng)有25年的歷史，在虛擬現(xiàn)實出現(xiàn)之前影視及游戲制作為其主要的應(yīng)用場景。

虛擬現(xiàn)實的出現(xiàn)，為其提供了一個更廣闊的商業(yè)應(yīng)用場景。虛擬現(xiàn)實行業(yè)從產(chǎn)業(yè)整體的角度來看缺乏交互模式上的革新，目前相對創(chuàng)新的成熟解決方案是HTCVive的紅外線定位加手柄所完成的小范圍的動作捕捉。真正適合VR的動作捕捉技術(shù)在我看來應(yīng)該是一個整體上更加優(yōu)化的技術(shù)，同時在滿足優(yōu)秀的動作捕捉體驗的同時，疊加一套能夠增強沉浸感的技術(shù)。使其在動作捕捉的基礎(chǔ)上解決交互的難題。

根據(jù)這一觀點，看好未來專注于VR領(lǐng)域同時具有優(yōu)秀動作捕捉技術(shù)沉淀以及創(chuàng)新能力的創(chuàng)業(yè)團隊。

寫在最后，投哪兒是目前全國唯一專注于VR領(lǐng)域研究的創(chuàng)投服務(wù)機構(gòu)，VR行業(yè)相關(guān)BP請發(fā)送至郵箱：349232641@qq.com，請?zhí)砑游覀€人微信：zhaoyiwen579174，關(guān)注投哪兒公眾微信平臺：hostoneVC