基于动作捕捉系统的三维角色动作设计教学实践

近些年,各种先进技术层出不穷,推动各领域实现创新发展,教学领域也不例外。动漫产业的快速发展,使得社会对三维动作设计人才的需求不断增加,三维角色动作设计作为动画制作非常重要的一环,自然也受到高度关注。高校作为三维动画人才培养的主阵地,需要肩负起人才培养重任,但从高校如今的三维角色动作设计教学情况来看,还存在不少的问题,导致具体的教学效果不如人意。动作捕捉系统作为新时代的产物,其在教学中的应用价值是不言而喻的,三维动作设计类课程教师应充分认知该系统的价值,并将其巧妙地引入到三维角色动作设计教学中,突破教学的局限性,提升教学质量。

惯性传感器与高速红外运动捕捉系统实验数据的比较

目的近年来,惯性传感器逐渐被应用于人体生物力学分析。与传统的红外运动捕捉系统相比,它具有操作简单,不受场地限制等优点。本研究通过对比惯性传感器与红外运动捕捉系统测量步行时下肢关节角度的结果,以评估惯性传感器测得数据的准确性。方法采用惯性传感器(Xsens MVN Awinda,the Netherlands)和红外运动捕捉系统(Qualisys,Sweden)同步采集受试者慢走和快走过程中1个完整步态周期的屈伸方向上髋膝踝关节角度。调整两套系统的关节角度方向一致,使用Matlab R2020a软件对Qualisys采集的运动学参数与Xsens采集的数据进行spearman双变量相关性分析。结果在慢走过程中,屈伸方向上双侧髋关节(右侧:rs=0.980,左侧:rs=0.996)、膝关节(右侧:rs=0.976,左侧:rs=0.969)和踝关节(右侧:rs=0.966,左侧:rs=0.982)均表现出非常高的相关性。在快走过程中,屈伸方向上双侧髋关节(右侧:rs=0.963,左侧:rs=0.984)、膝关节(右侧:rs=0.950,左侧:rs=0.940)和踝关节(右侧:rs=0.862,左侧:rs=0.931)同样表现出非常高的相关性。结论在步行状态下,惯性传感器测得下肢矢状面关节角度数据的准确性较高,但慢走过程的数据准确性高于快走过程。

基于深度学习的无标记点运动捕捉系统评估骨关节疾病人群的步态运动学

目的评估基于深度学习的无标记点运动捕捉系统测量骨关节疾病人群步态运动学的精度。方法采用10个Vicon红外镜头和4个FLIR高速彩色视频镜头以150 Hz的采样频率同步采集150例(随机分为训练集120例和测试集30例)晚期骨关节疾病患者以自选速度在地面上行走的数据。反光标记点的粘贴方式参考CGM24下肢模型。在训练集上,首先从4个视角的视频数据,利用优化后的Vi TPose网络进行二维姿态估计,得出下肢二维关键点坐标。再利用一个融合时间和空间信息的神经网络模型,从4个不同视角连续多帧的二维关键点坐标重建精确的三维人体姿态,得出20个下肢关键点的三维坐标。在测试集上,利用Open Sim逆向动力学工具分别计算有标记点和无标记点运动捕捉系统的下肢关节角度。采用均方根误差和活动度误差来评估无标记点运动捕捉系统对下肢关节角度的估计精度。结果相比于有标记点运动捕捉系统,无标记点运动捕捉系统对下肢关节角度估计的均方根误差均在4°以内(2.7°~3.8°),活动度误差均在2°以内(-1.6°~0.6°)。结论本研究开发的基于深度学习的无标记点运动捕捉系统在骨关节疾病人群的步态运动学评估上具有较高的精度,为该系统在临床上应用奠定了重要基础。

无标记运动捕捉系统在临床步态分析上的研究进展

步态分析是临床研究的重要组成部分,传统的三维步态分析由于设备成本高、专业技术要求高等原因难以广泛应用。随着计算机视觉技术的发展,无标记运动捕捉系统的精确度得到极大提升,无需标记、成本较低的优势逐渐显现,并被应用于步态分析,但由于研究人员和临床医生缺乏对该系统的整体了解,使得该技术尚不能得到广泛推广,本综述拟对无标记运动捕捉系统在临床步态分析上的应用进展进行回顾,分析目前各项技术的优势和局限性,展望无标记运动捕捉系统在临床步态分析上的发展方向,为今后无标记运动捕捉系统在临床上的推广使用提供了研究思路。

基于动作捕捉技术的羽毛球训练辅助教学系统设计

传统羽毛球训练辅助系统因简单的传感器和图像处理技术,难以捕捉到羽毛球击球动作的连续性,影响了动作分析和训练反馈的精确性。为此,文章设计了基于动作捕捉技术的新型羽毛球训练辅助系统。系统硬件采用了动作捕捉感应装置和双控电源确保稳定运行;软件部分精准捕捉击球动作,提供详细的技术分析和个性化训练建议,同时建立了教学资源库以优化训练。测试结果表明,该系统显著提高了命中率和训练效果。

基于运动捕捉系统的UWB室内定位精度标定方法

为了对UWB(Ultra Wide-Band)室内定位系统精度进行有效的评估,提出了一种基于运动捕捉系统的UWB室内定位精度标定方法。该方法的实现是基于两个实验完成的。其一是使用全站仪对运动捕捉系统进行精度验证,通过布尔莎七参数坐标转换模型对实验数据进行处理,表明了运动捕捉系统的精度满足要求,可以用于标定UWB室内定位系统的精度。其二是通过运动捕捉系统来标定UWB室内定位系统的精度,以运动捕捉系统采集的数据为真值,将UWB室内定位系统采集的数据与运动捕捉系统采集的数据进行比较,得出的标定结果符合实际情况,表明了标定方法是有效和可靠的。

基于AMESim的断带捕捉器液压控制系统仿真研究

通过对矿用带式输送机断带捕捉器的液压控制系统进行分析,利用AMESim仿真软件对该液压系统进行建模与仿真,得到不同工况下液压缸压力及液压缸内活塞位移的参数曲线,分析研究断带捕捉器液压控制系统在工作中的特性,为今后对该液压控制系统的性能优化提供依据。

基于3D运动捕捉系统的坐姿角度和舒适度研究

本研究以长期在通用桌面高度上使用笔记本电脑,将给使用者带来诸多身体危害为背景。通过获取被测试者的坐姿角度和舒适度自我评价量表,对比了在键盘操作和书写任务时桌高变化对平均姿势和姿势变化的影响。结果表明进行电脑操作和书写的主观评价分值分别在第2级和第3级桌高达到峰值。书写导致了更大的头颈部弯曲和脊柱不对称性,推断书写比电脑操作更易患肌肉骨骼疾病。统计结果表明舒适度与视角和头颈角显著相关。

车用柴油机微粒捕捉器的系统模拟

提出了一个车用柴油机微粒捕捉器 (DPF)的系统模拟数学模型。利用数学模型可以对DPF在汽车实际运行过程中的性能 ,包括DPF再生的时间间隔、排气阻力特性以及DPF的使用对汽车附加能量的消耗等随汽车实际运行工况的变化进行分析研究 ,为汽车DPF的优化设计提供参考数据 ,并可以对DPF实际使用中的一些性能进行预测。

远程多场景运动物体捕捉系统的实现

该文给出了一种能对被监视场景中运动物体进行自动捕捉的系统。该系统可以同时对１、４、９或１６个不同的被监视场景进行监控，并将捕捉到的运动物体及时拍摄下来并以图象（静态或动态）文件的形式记录在计算机的硬盘上。

基于系统动力学的碳捕捉与封存实施方案评价研究

本文以超临界燃煤电厂排放的深部盐水层封存作为我国主要的CCS实施方案,从一体化的角度运用系统动力学方法对该方案进行建模与分析。模型综合考虑了CCS的减排效果、能耗和经济效益,理清了CSS系统要素之间的相互影响关系和反馈机制。仿真结果表明该方案可以减排电厂总排放量的80%以上,但减排成本高达66.81元/吨,同时消耗煤炭0.0905吨。在此基础上进一步分析了碳交易价格和技术进步对CCS的影响,结果表明:若无碳交易机制支持,CCS单位减排成本将增加52%。

基于惯性测量系统的人体运动捕捉技术

通过对人体运动捕捉技术的研究,引入对偶四元数姿态变换方法,利用惯性姿态测量系统捕捉手臂关节的运动角速度、运动加速度、运动轨迹等信息。结合惯性传感器捕捉的人体肢体段的运动学参数,建立虚拟人体棒状骨架模型,实时驱动虚拟人手臂运动。实验结果表明,对偶四元数变换的方法结合了四元数旋转和对偶数平移的特点,避免了在大角度下欧拉角产生的奇异现象;对比图像捕捉系统,惯性运动捕捉系统能够方便获得运动姿态数据,快速建立虚拟人体结构模型。

柴油机微粒捕捉器电加热再生控制系统及控制策略的研究

柴油机微粒捕捉器热再生系统实用化的关键在于对过滤体的可靠再生,而过滤体的可靠再生则取决于对再生过程的有效控制。根据开发的柴油机排气微粒捕捉器电加热再生系统实用化的需要,提出了利用排气气流对过滤体再生过程进行控制的思想,分析了影响微粒捕捉器电加热再生过程的各种因素。在此基础上,进行了微粒捕捉器电加热再生控制系统设计,确定了再生系统的控制策略。

简捷高效的视频捕捉系统的设计和实现

动态图像的视频捕捉系统是多媒体应用的重要部件，本文基于Ｂｔ８４８单片解决方案，介绍了视频捕捉系统的简捷硬件结构，说明了它的软件构造框架和各部分的功能，给出了采用此视频捕捉系统的可视电话应用实例。

高通量分子捕捉系统研究中药的思路与方法

目的:本文提出以高通量分子捕捉系统研究中药的思路和方法。方法:以简单的分子系统和复杂的生物系统对信号分子捕捉和响应的特点为基础,分析了简单的单一蛋白质分子系统对中药混合物中的活性分子具有的特异性捕捉作用,蛋白质分子捕获活性分子后产生的信号变化可被检测系统检知,且反应易于分析,因此,以蛋白质分子为基本构件构建分子捕捉系统,可将目前所有药物作用机制涉及的约500种蛋白靶标分子构建成适于分析、研究的高通量分子捕捉阵列,从而对中药进行全方位研究。结果:将含药材料的获得和处理技术、高通量分子捕捉阵列、高通量检测技术和自动化数据处理系统整合、集成为高通量分子捕捉系统,可以突破现有研究方法的限制,对中药进行多方位的研究。结论 采用高通量分子捕捉系统研究中药可突破目前中药研究的方法学限制。但将此设想用于研究实践尚需大量工作。

基于视频捕捉的小区闭路电视监控系统

提出了一种居住小区闭路电视监控系统设计方案 .该方案采用视频捕捉技术 ,用视频捕捉卡获取动态视频信号 ,对视频信号进行数字化处理并存储于计算机硬盘中 ,由设备驱动程序读取并进行显示 .系统利用楼宇可视对讲系统的CCD摄像机作为监控设备 ,使系统资源得以充分利用 .与传统的模拟式闭路电视监控系统相比 ,在图像的处理、显示与存储方面更加灵活 ,使用更加方便 ,并可节省价格昂贵的模拟信号存储设备和编辑处理设备 .所采用的视频捕捉卡支持黑白图像信号和彩色图像信号 。

人体运动数据实时捕捉系统的设计与实现

采用电子测量方法进行人体运动数据实时捕捉,构建人体运动数据实时捕捉系统,系统包括硬件设计和软件设计两部分,采用HP E1433A高速数据捕获总线模块记录人体运动数据并存储到数据硬盘中。进行运动数据捕捉的发射机、接收机、控制器等硬件构件设计,软件设计通过PXI实时系统触发各通道实现数据同步采集和回放,进行数据可视化模块设计和数据触发设置。最后进行系统调试,结果表明,采用该数据捕捉系统能实时进行人体数据的记录和输出,系统的稳定性较好。

基于Kinect V2动作捕捉系统的设计与实现

目前成熟的光学动作捕捉设备,要求演员穿戴各种设备,这会对演员运动造成不便而导致动作失真,同时由于场地要求和价格等因素,导致该方法无法推广。因此,提出使用Kinect V2和Unity3D,再结合泰勒平滑算法和运动重定向技术,设计一个基于Unity3D的动作捕捉插件,该插件使用Kinect捕获的真人动作数据实时地驱动3D模型运动。本系统能够进行实时预览,其硬件外观简单,价格便宜。在低成本动画制作,游戏制作和虚拟现实等领域有较强的实用价值。

人体运动数据实时捕捉系统的设计与实现

应用微机电技术设计人体运动数据实时捕捉系统。系统在人体的重点运动部位安装16个传感器收集人体运动数据,通过卡尔曼滤波给出人体运动数据实时状态估计值,使用微机电技术优化估计结果。按顺序对估计结果进行解算,将解算结果输入人体重要运动关节模型,实时进行三维虚拟显示。最后对系统的接线方式和捕捉指令进行实现。实验验证结果表明设计的系统综合捕捉效果强。