manavr动捕机器人如何精准捕捉人体动作?

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Manavr 是一家来自印度的公司,他们研发和制造的是用于影视动画、游戏开发、虚拟现实等领域的“动作捕捉服”(Motion Capture Suit)及其配套软件系统。

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(图片来源网络,侵删)

它不是一个像人一样的机器人,而是一套可穿戴的、高性能的动作捕捉设备,下面我们从几个方面来深入了解它。


核心产品:Manavr 动作捕捉服

Manavr 的核心产品是一套完整的动捕解决方案,主要包括两个部分:

A. 硬件:动作捕捉服

这套服装看起来像一件高科技的紧身衣或潜水服,上面集成了大量的传感器。

  • 惯性测量单元: 这是服装的核心,在每个关键关节(如肩膀、手肘、手腕、髋部、膝盖、脚踝等)都安装了IMU传感器,每个IMU内部通常包含:
    • 陀螺仪: 测量旋转速度(角速度)。
    • 加速度计: 测量线性加速度。
    • 磁力计: 测量方向(航向角),帮助确定身体朝向。
  • 无线传输: 所有传感器通过无线方式(如Wi-Fi或蓝牙)将数据实时传输到电脑上,避免了传统光学动捕需要连接大量线缆的束缚。
  • 轻量化与舒适性: Manavr 强调服装的轻便、舒适和耐用性,以便演员可以长时间穿着并自然地表演,而不会被设备所限制。

B. 软件:Manavr Mocap Software

硬件采集到的原始数据是零散的,需要通过软件进行处理,才能生成最终可用的动画数据。

manavr动捕机器人如何精准捕捉人体动作?-第2张图片-广州国自机器人
(图片来源网络,侵删)
  • 实时预览: 软件可以实时显示一个由骨骼和线框构成的虚拟角色,其动作与演员的表演完全同步,这极大地提高了动画制作的效率和直观性。
  • 数据清洗与优化: 软件提供工具来过滤和修正数据中的噪声和错误,例如当传感器被遮挡或受到磁场干扰时产生的漂移。
  • 骨骼绑定与映射: 用户可以将捕捉到的骨骼数据映射到不同的3D角色模型上(无论是人形、动物还是幻想生物)。
  • 导出格式: 支持将处理好的动画数据导出为行业标准格式,如 FBX, BVH, C3D 等,方便导入到主流的3D软件(如 Maya, 3ds Max, Blender)和游戏引擎(如 Unreal Engine, Unity)中使用。

工作原理(与传统光学动捕的对比)

要理解 Manavr 的优势,首先要了解它与主流的光学动作捕捉的区别。

特性 Manavr 惯性动捕 传统光学动捕
工作原理 通过穿戴在身上的IMU传感器,直接测量关节的旋转和加速度。 通过多个高速摄像头,追踪演员身上反光标记点的位置。
环境要求 对环境不敏感,可在任何地方使用(室内、室外、绿幕前),不受光线影响。 对环境要求极高,需要在暗室中进行,避免其他光源干扰标记点。
设置时间 非常快,演员穿上服装,校准后即可开始。 非常耗时,需要布置大量摄像头、校准摄像头空间、粘贴标记点。
成本 初始投资较低,一套设备的价格远低于同等规模的光学动捕系统。 极其昂贵,包括硬件(摄像头、计算机)和场地成本。
便携性 高度便携,设备可以轻松打包带到任何地方。 笨重且固定,系统庞大,不易移动。
数据遮挡 不受遮挡影响,传感器直接在身体上,即使被身体其他部位遮挡也能工作。 极易受遮挡影响,当标记点被身体或道具挡住时,数据会丢失,需要后期修补。
绝对精度 精度相对较低,长时间使用可能会有累积误差(漂移)。 绝对精度极高,没有累积误差,非常适合捕捉大范围、高精度的动作。

Manavr 的优势与应用场景

优势:

  1. 高性价比: 为中小型工作室、独立开发者、教育机构等提供了一套负担得起的专业级动捕方案。
  2. 极高的灵活性: 无论是小型工作室的有限空间,还是户外拍摄,Manavr 都能胜任。
  3. 快速部署: 大大缩短了拍摄前的准备时间,提高了工作效率。
  4. 直观的创作流程: 实时预览功能让导演和演员可以立即看到效果,方便进行调整。

应用场景:

  • 独立游戏开发: 让小团队能以低成本实现高质量的角色动画。
  • 动画短片制作: 为独立动画师提供强大的工具。
  • 虚拟现实/增强现实: 用于捕捉用户的实时动作,创造沉浸式体验。
  • 影视制作: 作为光学动捕的补充,用于捕捉一些快速、复杂或环境受限的动作。
  • 运动科学分析: 分析运动员的动作姿态,进行技术改进。
  • 机器人学与人机交互: 捕捉人类动作,用于机器人的训练和控制。

Manavr 动捕机器人本质上是一个基于惯性传感技术的便携式、高性价比的动作捕捉解决方案

它通过一件集成传感器的服装和配套软件,将演员的真实动作转化为数字动画,它的核心优势在于打破了传统光学动捕在成本、空间和便携性上的限制,使得高质量的动作捕捉技术不再是大公司的专属,而是能够惠及更广泛的创作者群体。

如果你是一个预算有限但需要专业动捕能力的独立开发者、小型工作室或教育机构,Manavr 无问是一个极具吸引力的选择,而对于追求极致精度的大型制片厂,它则是一个优秀的补充工具。

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