可記錄運動者狀態(tài)的衣服方案(下)—采用MEMS、DSP及虛擬現(xiàn)實技術(shù)

　　在該運動捕捉服上的DSP、高性能微控制器或移動微處理器可以減少需傳遞至PC的數(shù)據(jù)量，甚至可以在該服裝上集成大容量閃存以記錄本地信息。其它減少數(shù)據(jù)通信的方法為：由于MEMS斜率較低，可傳遞增量讀數(shù)，減少表示數(shù)據(jù)所需的大小或通過定義頭文件發(fā)送可變大小的數(shù)據(jù)。

　　上述最后一種辦法以及本地存儲數(shù)據(jù)，似乎是減少數(shù)據(jù)通信的最有希望的辦法。人體知識為增加準確性提供了選擇：一種有關(guān)節(jié)的、具有23部分的生物機械體軟件模型用于限制動作，消除由于現(xiàn)實世界改變參數(shù)及積分不準確導致的滑步和積分漂移。

　　使其物有所值的軟件

　　假定大部分數(shù)據(jù)處理工作在安裝Moven Studio2.0應(yīng)用程序的PC或筆記本進行，該軟件旨在為所采集的動作數(shù)據(jù)和高級應(yīng)用程序架起一座“橋梁”，因此軟件隱藏了系統(tǒng)控制和必須處理的數(shù)學算法，用戶界面也非常簡單。

　　Moven公司網(wǎng)站上可供下載的演示版程序，但在沒有運動捕捉服的情況下，該演示版程序幾乎毫無用處。但是Moven在該軟件中，以XML文件格式(文件后綴名為mvnx)保存了幾個短肢體層次結(jié)構(gòu)代碼和動作樣本。用戶可以播放并由不同的虛擬照相機觀看這些文件。有些控制在演示版中是可用的。復制和粘貼僅支持二進制源格式MVN。你可以將一個MVN文件粘貼到一個新的MVNX文件。所捕捉的動作可以divx或mov視頻格式輸出。

　　當運動捕捉服連接后，Moven Studio2.0的控制菜單被激活。控制菜單包括“捕捉服狀態(tài)”、“預覽和記錄窗口”、“開始新記錄”、“記錄‘mvn’文件”、“重新定位傳感器”及“校準動作捕捉服”。“校準動作捕捉服”是指當用戶穿上該服裝并做出預定的初始化動作或姿勢時，系統(tǒng)會得到加速度、旋轉(zhuǎn)率、溫度和電壓等幾個參數(shù)初始讀數(shù)，從而校準系統(tǒng)。此外，幾個附加的校準動作用于得到穿該服裝用戶的特定身體參數(shù)。幫助菜單僅有“關(guān)于”一項。幸運的是，動作采本文件可作為*.bvh標準文件導出。Moven2.0輸出BVH格式文件以兼容Poser、Motion Builder以及 3D Studio Max等軟件。Moven Studio2.0也可輸出FBX格式文件，此種格式文件更為靈活并得到Autodesk軟件的支持。FBX可以提供身體任一部分的數(shù)據(jù)，而不僅是旋轉(zhuǎn)。BVH文件格式在寫本文最初由Biovision開發(fā)。用于Biovision等級數(shù)據(jù)的BVH標準。該文件由兩部分組成：首字段描述目標的層級結(jié)構(gòu)并提供描述目標骨骼的初始姿勢。這些將為第一積分常數(shù)。數(shù)據(jù)字段含有動作數(shù)據(jù)。University of Wisconsin提供的一個例子給出了這種文件資源(見源代碼邊注或http://www.cs.wisc.edu/graphics/Courses/cs-838-1999/Jeff/Example1.bvh)。

　　使用動作捕捉數(shù)據(jù)

　　描述過BVH格式文件的組成結(jié)構(gòu)之后，現(xiàn)在我們來看一下這類文件如何被高級程序使用，如人物動畫、游戲、虛擬顯示、訓練、廣告、駕駛以及體育等。作者將描述Moven數(shù)據(jù)在程序中的使用，作者用這些程序積累了一下經(jīng)驗，Poser 7 和 Anime Studio Pro 5.6，可使用Poser 7創(chuàng)造的3D圖像。兩個程序都可由e-frontier(現(xiàn)已被Smith Micro Software Inc.收購)得到。

　　第一個令人愉快的事情是(a)Poser7可導入BVH文件。(b)Moven可提供與Poser7定義的“骨骼”架構(gòu)所兼容的文件。這解釋了Moven2.0中“重新定位傳感器”命令的需要。下一個經(jīng)驗就不那么美妙了。當Poser7讀取BVH文件時，Poser7提示有些關(guān)節(jié)或四肢缺少數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)太多。盡管如此，但令人高興的是，Poser7確實可以處理這些數(shù)據(jù)，并將其分配給程序員。Moven稱可同時記錄源自多個人的動作數(shù)據(jù)，但沒有定義人數(shù)的上限以及所收集數(shù)據(jù)的類型。作者認為有可能使用幾個不同的Moven系統(tǒng)，將時間和三維距離積分留給PC或程序(如Poser 7)做后期處理。在Poster7中，可以獲得展示幾個人的情景，具體方法為：首先讓某人位于程序前臺，之后通過輸入控制此人的BVH文件，這樣，即便之后此人位于后臺程序也可控制其圖像。

　　Poster7允許程序員定義并塑造3D面龐，并使其可隨著動作、相機角度以及距離的變化而變化。甚至可以使人物彼此同步其不同時間軸的關(guān)系。盡管效果可以很好，許多改變可由手工完成且并不困難，但是制作和測試很耗時。為了在虛擬現(xiàn)實行業(yè)中實現(xiàn)創(chuàng)作的多產(chǎn)，這個行業(yè)需要創(chuàng)作更多的工具，加入Moven的動作捕捉可使編輯和測試變得更加容易。