Unity AR-VR虚拟现实开发基础（第2版）课件 第10章 ARVR动作捕捉系统实战开发

微课030-动作捕捉技术简介目录什么是动作捕捉动作捕捉的原理和应用领域什么是动作捕捉什么是动捕动作捕捉(英文：Motioncapture，以下简称动捕)是利用外部设备来对人或者其他物体的位移或者活动进行处理和记录的技术。它其实是一个比较广义的概念，其作用的对象并不限定为人，也可以是其他生物，或者个体的局部信息。现在常见的面部捕捉或者手指的运动追踪，这两个部位的捕捉也被称为Performancecapture。VR中的手势动作捕捉动作捕捉的原理和应用领域

以动作捕捉技术为核心的《金刚》《指环王》《金刚狼》与《阿凡达》等电影想必大家都耳熟能详，实际上动捕早在八九十年代就活跃在影视行业中了。早期，动作捕捉只是让演员穿着紧身衣孤独地在单调的设置场景里通过特殊的相机和灯光进行动作录制从而为影视后期提供素材。而《指环王》这部电影则首次将场地从摄影棚换为了拍摄片场，让动作捕捉演员的先驱AndySerkis可以作为咕噜和其他演员进行互动。影视除了影视行业之外，动作捕捉还是体育分析使用的一项重点技术。传统的运动训练方式对于运动员的身体会产生较大的负荷以及肌肉损伤。虽然这一领域的专家和教练一直在优化运动员的训练流程和方式，但是人体一些微小的肢体变化是很难用肉眼去观测到的。动作捕捉的出现弥补了这一缺点。为运动员佩戴便携式动作捕捉设备不但可以防止运动员的身体在训练过程中损伤，还可以提高训练效率，作为教练指导运动员训练的辅助工具。体育动作捕捉技术的基本原理每个惯性传感器里面都有加速度计、陀螺仪、磁力计，它们共同获取动作捕捉所需的数据来源，再通过HUB（数据收发器）通过有线/无线的方式传输到电脑软件里面。而软件则将这些经过简单处理的数据，进行排差、过滤，筛选出有效数据还原成人体姿态，也就是我们所谓的：动作捕捉数据。最后，为了让大家可以“看”到这些数据，软件会将数据导入到一个人形的模型中，让它跟着数据做出和我们一模一样的动作。参考图10-7，初音未来的演员身穿动捕服，身上的传感器把数据汇集到腰上的数据接收器，然后数据接收器通过无线WIFI传输数据到计算机软件中，软件再将姿态数据传输到创作的内容里面，与模型同步。这就是动作捕捉设备驱动虚拟偶像的整个流程。数据可视化惯性动捕的穿戴方式大多是绑带式或者衣服式，衣服式传感器和身体的贴合会更好，节点稳定性高，不容易位移。但是相比绑带式而言，衣服式重量和舒适度较差，穿戴也略微繁琐，不适合一些需要减少外部干扰的捕捉环境，例如体育训练，衣服式的设备会导致运动员受到较大的干扰从而使动作变形，因此我们需要根据使用场景合理地选择不同种类的动作捕捉设备。设备样式微课031-使用动捕技术实现人体姿态检测工具王少笛目录案例描述案例实施案例描述案例描述传统的体育训练会对运动员的肌肉和身体造成许多不可逆的损伤，而且由于这些人体变化都是微小的，所以很难被肉眼或者身体状态所察觉。近年来，为了保障运动员的训练安全，动作捕捉被大规模地运用于体育运动领域。它不但可以作为运动员的选拔的辅助工具，检测运动员的身体素质，更能成为运动训练的辅助工具，辅助运动员进行科学地训练，同时不会损伤肌肉。案例描述案例实施1.创建并配置新项目（1）打开Unity3D，创建一个全新的项目，将其命名为Mocap_Neuron。（2）导入PerceptionNeuronUnityIntegration0.2.15（最新版SDK下载地

/article/10.html）创建新项目2.打开并配置好动捕软件备用穿戴好动作捕捉设备首先要完成的动作就是让负责测试的人员穿戴好动作捕捉设备。3.将动捕设备和软件进行连接打开AxisNeuron软件（下载地址：/article/10.html），打开软件后，可以看到系统弹出提示连接窗口动捕软件设置4.进行姿态校准接下来，做ATS-Pose校准，动作捕捉设备的校准系统是用来对人体的朝向，穿戴的位置偏差等信息进行一系列检测和重新纠偏的过程，因此校准在很大程度上会影响到数据采集的精度，所以不论使用什么动作捕捉设备，都应该尽量准确地进行校准流程。现在点击软件右侧校准按钮，开始进行校准动捕软件设置5.

在Hierarchy视图左键点击Avatar对象，在右侧Inspector窗口点击AddComponent为其关联组件NeuronTransformInstance。6.在Connectionsettings下设置准确的数据转发IP、端口和协议等信息。需要注意的是：IP地址默认为代表本机，如果是通过局域网进行数据传输，则需要输入本机的IP地址；端口号和数据转发模式（TCP/UDP）需要和软件中的设置保持一致，才能正确接收到数据。插件设置7.运行AxisNeuron软件在文件-设置-数据转发打开BVH开关，此处设置必须与Unity3D内组件设置一致。打开转发开关8.运行Unity3D项目点击组件中的ConnectToAxis，此时Unity3D中的模型和AxisNeuron软件的数据流导通，模型开始运动。数据接通9.更改动作捕捉数据的运行模式为了确保我们在观察模型的时候更加方便（因为是原地运动），所以要先锁定模型的位置。点击Hierarchy视图的Avatar对象，找到关联的NeuronTransformsInstance组件，将Connectionsettings下的EnableHipMove复选框取消勾选。插件配置10.将相机对象的视角调整到一个较为舒适的角度，可以刚好看清模型全貌，又在上方留有一定空间。相机调整11.创建并关联代码脚本接着在Assets文件夹点击鼠标右键，创建一个新的脚本，命名为DataUpdate，双击打开。更改其中的代码，参考DataUpdate.CS。代码编辑12.设置Avatar对象在Hierarchy视图中，点击Avatar对象的下拉菜单，找到Robot_LeftShoulder和Robot_RightShoulder。将它们拖放到Avatar对象下，DataUpdate脚本对应的引用栏中。引用对象13.添加Text控件在Hierarchy视图中，添加四个Text控件，并调整好他们的关系位置，编辑好文字信息如图10-25所示。UI设置14.将添加的两个Text控件，同样应用到我们刚才的组件里面