CN109407840A - 一种动作捕捉技术的视角转换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动作捕捉技术的视角转换方法，属于动作捕捉技术领域，包括多个动作信息捕捉单元，动作信息处理单元和动作信息显示设备，首先建立人体模型关节树以及设定各个关节的活动范围区间，并将使用者执行动作时关节点三维坐标数据与设定的关节点活动范围相比对。该动作捕捉技术的视角转换方法，根据使用者的体型和韧性可自行设定关节点坐标的活动范围，将处于该范围之外的坐标数据进行屏蔽，简化使用者执行动作时庞大的各个关节点三维坐标数据链，减轻动作信息显示设备自身的工作量，在执行各个关节点运动视角转换操作时，画面流畅度得以提高，从而对视角转换时的流畅度做出相应改进。
Description
技术领域
本发明涉及影视技术领域，具体为一种动作捕捉技术的视角转换方法。
背景技术
随着计算机软硬件技术的飞速发展和动画制作要求的提高，在发达国家，运动捕捉已经进入了实用化阶段，成功地用于虚拟现实、游戏、人体工程学研究、模拟训练、生物力学研究等许多方面，动作捕捉是一门综合计算机图形学、电子、机械、光学、计算机视觉/软件等技术捕捉表演者的肢体、表情，产生三维数据，对这些数据进行分析、处理的过程，在动作捕捉的过程中，需要不断转换捕捉对象的视角，例如从使用者的头部关节点视角转换成使用者的腿部关节视角等。
但是现有的动作捕捉技术中的视角转换方法不仅过程复杂，而且难于操作，现阶段电影、游戏方面使用的技术多为光学式动作捕捉技术，该技术需要在表演者的身体各部位贴上反光标记，在光线复杂的环境中，易造成光点的误采集，另外，该技术需要多个摄像机同时工作，因此相机的布置也受到空间的限制，一般该装置只适合在室内使用，这样就对大动作的捕捉产生了限制，而且动作捕捉系统需要处理大量的数据，尤其是视频式动作捕捉技术，通过摄像头实时传送数据到处理单元，需要大量的空间资源，数据量的巨大同时降低了处理效率，为此，我们提出了一种动作捕捉技术的视角转换方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种动作捕捉技术的视角转换方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种动作捕捉技术的视角转换方法，包括多个动作信息捕捉单元，动作信息处理单元和动作信息显示设备，包括以下步骤：
S1、在所述的动作信息显示设备中建立人体模型关节树，以及人工设定人体模型关节树中各个关节点在使用者执行动作时的活动范围区间；
S2、工作人员可对应动作信息显示设备中人体模型关节树的各个关节点将多个动作信息捕捉单元固定安装在使用者的各个肢体上，从而利用人体模型关节树中各个关节点三维坐标的集合，对使用者的执行动作进行准确捕捉；
S3、将步骤S2中的多个动作信息捕捉单元固定安装完成后，工作人员可开启动作信息处理单元，动作信息处理单元包括动作信息采集模块、动作信息传输模块和动作信息处理模块；
S4、当使用者执行各个肢体的任意动作时，使用者相对应关节点上所设置的动作信息捕捉单元会立即将三维坐标集合的数据信息依次通过动作信息采集模块和动作信息传输模块，最终上传至动作信息处理模块中进行数据的比对处理；
S5、将步骤S4中待处理的关节点三维坐标集合的数据信息与原先步骤S1中在动作信息显示设备中设定的关节点的活动范围数据相比对；
S6、当步骤S5中的比对结果处于关节点活动范围内的三维坐标集合，其数据则会被展示在动作信息显示设备上，而处于关节点活动范围以外的三维坐标集合，其数据则会被动作信息处理模块自动屏蔽，因此，不会被动作信息显示设备所展示，动作信息处理模块用于简化使用者执行动作时庞大的各个关节点三维坐标数据链，减轻动作信息显示设备自身的工作量，在执行各个关节点运动视角转换操作时，画面流畅度得以提高，例如从使用者的头部关节点视角转换成使用者的腿部关节视角；
S7、符合步骤S1使用者执行动作的关节点所设定的活动范围的三维坐标数据通过动作信息显示设备中的三维动画建模软件展示给工作人员，工作人员进行进一步的参数修订，形成的完整的动作捕捉画面。
作为本发明的一种优选技术方案，所述动作信息捕捉单元包括电磁发射源和接收传感器，电磁发射源产生一个低频的空间稳定分布的电磁场，使用者肢体上佩戴着若干个接收传感器在电磁场中运动，接收传感器切割磁感线完成模拟信号到电信号的转换，再将信号传送给运动信息采集模块和运动信息数据处理模块，运动信息数据处理模块则根据接收到的信号推算出每个传感器所处的空间方位。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S1中的人体模型关节树中各个关节点在使用者执行动作时的活动范围区间可根据使用者的体型以及韧性进行设定。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S1中建立的人体模型关节树是以腰关节为根结点,对于相邻的两个关节,设定靠近腰关节为父结点,连接在父结点之下的关节就设定为子结点，当父结点运动时,子结点会跟着运动，但是当子结点运动时,父结点不一定运动。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S2中多个动作信息捕捉单元应按照从头到脚的顺序依次固定安装在使用者的肢体上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该动作捕捉技术的视角转换方法将把人体关节看成是一棵树，将关节看成点,将关节之间的骨骼看成是链,就可以按照运动关系将各肢体链接起来，以腰关节为根结点,对于相邻的两个关节,设定靠近腰关节为父结点,连接在父结点之下的关节就设定为子结点，当父结点运动时,子结点会跟着运动，但是当子结点运动时,父结点不一定运动，相比较常用的光学式动作捕捉技术，该技术将各个关节点上均安装有可以捕捉动作信息的传感器，从而在动作信息显示设备中显示各个关节点的三维坐标数据，当使用者的肢体关节点位置发生变化时，相应的三维坐标数据也发生改变，提高了捕捉数据的准确性，另外，根据使用者的体型和韧性可自行设定关节点坐标的活动范围，将处于该范围之外的坐标数据进行屏蔽，简化使用者执行动作时庞大的各个关节点三维坐标数据链，减轻动作信息显示设备自身的工作量，在执行各个关节点运动视角转换操作时，画面流畅度得以提高，从而对视角转换时的流畅度做出相应改进。
具体实施方式
本发明提供一种技术方案：一种动作捕捉技术的视角转换方法，包括多个动作信息捕捉单元，动作信息处理单元和动作信息显示设备，包括以下步骤：
S1、在所述的动作信息显示设备中建立人体模型关节树，以及人工设定人体模型关节树中各个关节点在使用者执行动作时的活动范围区间；
S2、工作人员可对应动作信息显示设备中人体模型关节树的各个关节点将多个动作信息捕捉单元固定安装在使用者的各个肢体上，从而利用人体模型关节树中各个关节点三维坐标的集合，对使用者的执行动作进行准确捕捉；
S3、将步骤S2中的多个动作信息捕捉单元固定安装完成后，工作人员可开启动作信息处理单元，动作信息处理单元包括动作信息采集模块、动作信息传输模块和动作信息处理模块；
S4、当使用者执行各个肢体的任意动作时，使用者相对应关节点上所设置的动作信息捕捉单元会立即将三维坐标集合的数据信息依次通过动作信息采集模块和动作信息传输模块，最终上传至动作信息处理模块中进行数据的比对处理；
S5、将步骤S4中待处理的关节点三维坐标集合的数据信息与原先步骤S1中在动作信息显示设备中设定的关节点的活动范围数据相比对；
S6、当步骤S5中的比对结果处于关节点活动范围内的三维坐标集合，其数据则会被展示在动作信息显示设备上，而处于关节点活动范围以外的三维坐标集合，其数据则会被动作信息处理模块自动屏蔽，因此，不会被动作信息显示设备所展示，动作信息处理模块用于简化使用者执行动作时庞大的各个关节点三维坐标数据链，减轻动作信息显示设备自身的工作量，在执行各个关节点运动视角转换操作时，画面流畅度得以提高，例如从使用者的头部关节点视角转换成使用者的腿部关节视角；
S7、符合步骤S1使用者执行动作的关节点所设定的活动范围的三维坐标数据通过动作信息显示设备中的三维动画建模软件展示给工作人员，工作人员进行进一步的参数修订，形成的完整的动作捕捉画面。
动作信息捕捉单元包括电磁发射源和接收传感器，电磁发射源产生一个低频的空间稳定分布的电磁场，使用者肢体上佩戴着若干个接收传感器在电磁场中运动，接收传感器切割磁感线完成模拟信号到电信号的转换，再将信号传送给运动信息采集模块和运动信息数据处理模块，运动信息数据处理模块则根据接收到的信号推算出每个传感器所处的空间方位。
步骤S1中的人体模型关节树中各个关节点在使用者执行动作时的活动范围区间可根据使用者的体型以及韧性进行设定。
步骤S1中建立的人体模型关节树是以腰关节为根结点,对于相邻的两个关节,设定靠近腰关节为父结点,连接在父结点之下的关节就设定为子结点，当父结点运动时,子结点会跟着运动，但是当子结点运动时,父结点不一定运动。
步骤S2中多个动作信息捕捉单元应按照从头到脚的顺序依次固定安装在使用者的肢体上。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种动作捕捉技术的视角转换方法，包括多个动作信息捕捉单元，动作信息处理单元和动作信息显示设备，其特征在于：包括以下步骤：
S1、在所述的动作信息显示设备中建立人体模型关节树，以及人工设定人体模型关节树中各个关节点在使用者执行动作时的活动范围区间；
S2、工作人员可对应动作信息显示设备中人体模型关节树的各个关节点将多个动作信息捕捉单元固定安装在使用者的各个肢体上，从而利用人体模型关节树中各个关节点三维坐标的集合，对使用者的执行动作进行准确捕捉；
S3、将步骤S2中的多个动作信息捕捉单元固定安装完成后，工作人员可开启动作信息处理单元，动作信息处理单元包括动作信息采集模块、动作信息传输模块和动作信息处理模块；
S4、当使用者执行各个肢体的任意动作时，使用者相对应关节点上所设置的动作信息捕捉单元会立即将三维坐标集合的数据信息依次通过动作信息采集模块和动作信息传输模块，最终上传至动作信息处理模块中进行数据的比对处理；
S5、将步骤S4中待处理的关节点三维坐标集合的数据信息与原先步骤S1中在动作信息显示设备中设定的关节点的活动范围数据相比对；
S6、当步骤S5中的比对结果处于关节点活动范围内的三维坐标集合，其数据则会被展示在动作信息显示设备上，而处于关节点活动范围以外的三维坐标集合，其数据则会被动作信息处理模块自动屏蔽，因此，不会被动作信息显示设备所展示，动作信息处理模块用于简化使用者执行动作时庞大的各个关节点三维坐标数据链，减轻动作信息显示设备自身的工作量，在执行各个关节点运动视角转换操作时，画面流畅度得以提高，例如从使用者的头部关节点视角转换成使用者的腿部关节视角；
S7、符合步骤S1使用者执行动作的关节点所设定的活动范围的三维坐标数据通过动作信息显示设备中的三维动画建模软件展示给工作人员，工作人员进行进一步的参数修订，形成的完整的动作捕捉画面。
2.根据权利要求1所述的一种动作捕捉技术的视角转换方法，其特征在于：所述动作信息捕捉单元包括电磁发射源和接收传感器，电磁发射源产生一个低频的空间稳定分布的电磁场，使用者肢体上佩戴着若干个接收传感器在电磁场中运动，接收传感器切割磁感线完成模拟信号到电信号的转换，再将信号传送给运动信息采集模块和运动信息数据处理模块，运动信息数据处理模块则根据接收到的信号推算出每个传感器所处的空间方位。
3.根据权利要求1所述的一种动作捕捉技术的视角转换方法，其特征在于：所述步骤S1中的人体模型关节树中各个关节点在使用者执行动作时的活动范围区间可根据使用者的体型以及韧性进行设定。
4.根据权利要求1所述的一种动作捕捉技术的视角转换方法，其特征在于：所述步骤S1中建立的人体模型关节树是以腰关节为根结点,对于相邻的两个关节,设定靠近腰关节为父结点,连接在父结点之下的关节就设定为子结点，当父结点运动时,子结点会跟着运动，但是当子结点运动时,父结点不一定运动。
5.根据权利要求1所述的一种动作捕捉技术的视角转换方法，其特征在于：所述步骤S2中多个动作信息捕捉单元应按照从头到脚的顺序依次固定安装在使用者的肢体上。
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2018
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