[發明專利]光學磁力混合的全身動作捕捉方法及裝置

在審

• 申請號: 202211601353.8
• 申請日: 2022-12-13
• 公開（公告）號: CN116088674A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 梁迪克
• 申請（專利權）人: 廣州虛擬影業有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06T13/40
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明提供一種光學磁力混合的全身動作捕捉方法、裝置、設備及存儲介質，所述方法包括：獲取目標對象的身體骨骼的光學動捕數據以及所述目標對象的手指骨骼的磁力動捕數據；基于所述身體骨骼中與所述手指骨骼相對應的手腕骨骼的光學動捕數據，將所述手指骨骼的磁力動捕數據轉換為手指骨骼的動作數據；基于所述身體骨骼的光學動捕數據以及所述手指骨骼的動作數據，對預先建立的動作演示模型進行動作數據賦值，以對所述目標對象進行動作演示。本發明能夠將光學動捕數據和磁力動捕數據進行結合，以提高動作數據獲取的準確性，并提高動畫制作的便捷度。

技術領域

本發明涉及動作捕捉技術領域，尤其是涉及一種光學磁力混合的全身動作捕捉方法、裝置、設備及存儲介質。

背景技術

動作捕捉系統是一種用于準確測量運動物體在三維空間運動狀態的設備。實質就是要測量，跟蹤，記錄物體在三維空間中的運動軌跡。一般由以下幾個部分組成：1.傳感器：光學系統下為演員身上貼附的反光球或反光點，磁力動捕則不需要；2.信號捕捉：主要有光學攝像頭和以磁力陀螺儀唯一基礎的磁力感應器；3.數據傳輸：一般為有線的USB連接或無線信號連接；數據處理：對傳回的數據進行解碼、降噪、剔除錯誤數據等處理然后將正確的數據賦予給展示用骨骼或者錄制進文件。

現有的全身動捕方案主要是全身體光學、全身體磁力或身體光學加手部磁力捕捉的方式。其中，全身體光學：給演員身上反光點通過紅外攝像頭發射紅外光然后捕捉反射光從而計算每個點的實時世界坐標。全身磁力：通過吸附在全身的一定數量的9軸陀螺儀，通過測量演員從Tpose靜止開始的加速度積分出陀螺儀的位置偏移以及通過測量陀螺儀角度算出對應骨骼實時角度。第三種方式為身體光學手部帶附著有陀螺儀的捕捉手套。

光學方案一般是精度高但對細小易遮擋部位捕捉乏力(例如手部)，而磁力優點是不受遮擋影響但傳感器之間容易互相影響，對環境內的磁力變化也很敏感。另外磁力不能實時確定演員在世界坐標系內的準確位置只能通過陀螺儀各個方向的加速度進行積分，所以數據的位置信息帶有機械誤差和數值計算的雙重誤差，不如光學動捕準確和快速。比前面兩種更佳的動捕方案為光學的身體捕捉配合磁力的手部捕捉，其中手腕的骨骼位置應由光學捕捉數據提供，在此基礎上累加磁力提供的手指彎曲數據。

但目前市面上的光學系統與磁力系統都是封閉的，互相并不能數據共享。因此磁力手捕系統無法享受到光學捕捉手腕的準確快速的世界坐標位置，光學也無法實現豐富手部動作的手部捕捉。由于其互相的封閉性，身體和手部捕捉的實時動畫無法合成在一個角色身上展示給現場的導演或演員看，增加了動作設計和捕捉的難度。更進一步導致依據全身骨骼實時動作錄制出的動畫數據也是身體與手部分開的并未經過時序碼對應的過程，給后續的動畫制作增加了不小的難度。

發明內容

本發明旨在提供一種光學磁力混合的全身動作捕捉方法、裝置、設備及存儲介質，以解決上述技術問題，從而能夠將光學動捕數據和磁力動捕數據進行結合，以提高動作數據獲取的準確性，并提高動畫制作的便捷度。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種光學磁力混合的全身動作捕捉方法，包括：

獲取目標對象的身體骨骼的光學動捕數據以及所述目標對象的手指骨骼的磁力動捕數據；

基于所述身體骨骼中與所述手指骨骼相對應的手腕骨骼的光學動捕數據，將所述手指骨骼的磁力動捕數據轉換為手指骨骼的動作數據；

基于所述身體骨骼的光學動捕數據以及所述手指骨骼的動作數據，對預先建立的動作演示模型進行動作數據賦值，以對所述目標對象進行動作演示。

進一步地，所述手指骨骼的磁力動捕數據為手指骨骼在世界空間內的骨骼旋轉數據；所述身體骨骼的光學動捕數據包括與所述手指骨骼相對應的手腕骨骼的位移旋轉數據；

所述基于所述身體骨骼中與所述手指骨骼相對應的手腕骨骼的光學動捕數據，將所述手指骨骼的磁力動捕數據轉換為手指骨骼的動作數據，具體包括：