本文關(guān)鍵詞：基于運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)的拉班舞譜生成，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

基于運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)的拉班舞譜生成科研分析；學(xué)院；工號(hào)；教師；完成日期；目錄；前言......................；前言；項(xiàng)目主要目的是通過(guò)使用運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)BVH(Bio；自動(dòng)地生成與其相對(duì)應(yīng)的拉班舞譜；項(xiàng)目流程圖：；一、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀；隨著創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人體運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)成為了研究的；目前業(yè)界沒(méi)有舞譜自動(dòng)生成系統(tǒng)，只有學(xué)術(shù)性的研究，；二、運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)

基于運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)的拉班舞譜生成科研分析

學(xué) 院

工 號(hào)

教 師

完成日期

目 錄

前言 ............................................................................................................ 4 一、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 ..................................................................................... 4 二、運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng) ..................................................................................... 4 三、BVH文件 ............................................................................................. 8 四、基于BVH文件的拉班舞譜自動(dòng)生成算法 ......................................... 9 五、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為舞譜 ......................................................................... 9 六、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn) ................................................................................... 12

前言

項(xiàng)目主要目的是通過(guò)使用運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)BVH (Biovision Hierarchical Data)文件作為原始數(shù)據(jù)，通過(guò)解析BVH文件的骨架層次結(jié)構(gòu)，量化運(yùn)動(dòng)方向與時(shí)間，

自動(dòng)地生成與其相對(duì)應(yīng)的拉班舞譜。

項(xiàng)目流程圖：

一、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，，人體運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)成為了研究的熱點(diǎn)。它為動(dòng)畫(huà)和游戲的制作提供了新的途徑。同時(shí)，這種技術(shù)也產(chǎn)生了更廣泛的應(yīng)用，不僅僅可以捕捉人體的運(yùn)動(dòng)，還可以捕捉動(dòng)物設(shè)置機(jī)器設(shè)備的運(yùn)動(dòng)情況。

目前業(yè)界沒(méi)有舞譜自動(dòng)生成系統(tǒng)，只有學(xué)術(shù)性的研究，沒(méi)有實(shí)質(zhì)的科研。運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)

二、運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng) 1、全身動(dòng)作捕捉系統(tǒng)

隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展和動(dòng)畫(huà)制作要求的提高，在發(fā)達(dá)國(guó)家，運(yùn)動(dòng)捕捉已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)用化階段，有多家廠商相繼推出了多種商品化的運(yùn)動(dòng)捕捉設(shè)備，如 MotionAnalysis 、 Polhemus 、 Sega

Interactive 、 MAC 、 X-Ist 、 FilmBox 等，成功地用于虛擬現(xiàn)實(shí)、游戲、人體工程學(xué)研究、模擬訓(xùn)練、生物力學(xué)研究等許多方面。

從技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)捕捉的實(shí)質(zhì)就是要測(cè)量、跟蹤、記錄物體在三維空間中的運(yùn)動(dòng)軌跡。典型的運(yùn)動(dòng)捕捉設(shè)備一般由以下幾個(gè)部分組成：

· 傳感器。所謂傳感器是固定在運(yùn)動(dòng)物體特定部位的跟蹤裝置，它將向 Motion capture 系統(tǒng)提供運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的位置信息，一般會(huì)隨著捕捉的細(xì)致程度確定跟蹤器的數(shù)目。

· 信號(hào)捕捉設(shè)備。這種設(shè)備會(huì)因 Motion capture 系統(tǒng)的類(lèi)型不同而有所區(qū)別，它們負(fù)責(zé)位置信號(hào)的捕捉。對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一塊捕捉電信號(hào)的線路板，對(duì)于光學(xué) Motion capture 系統(tǒng)則是高分辨率紅外攝像機(jī)。 · 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。 Motion capture 系統(tǒng)，特別是需要實(shí)時(shí)效果的 Motion capture 系統(tǒng)需要將大量的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)從信號(hào)捕捉設(shè)備快速準(zhǔn)確地傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，而數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備就是用來(lái)完成此項(xiàng)工作的。 · 數(shù)據(jù)處理設(shè)備。經(jīng)過(guò) Motion capture 系統(tǒng)捕捉到的數(shù)據(jù)需要修正、處理后還要有三維模型向結(jié)合才能完成計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)制作的工作，這就需要我們應(yīng)用數(shù)據(jù)處理軟件或硬件來(lái)完成此項(xiàng)工作。軟件也好硬件也罷它們都是借助計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)高速的運(yùn)算能力來(lái)完成數(shù)據(jù)的處理，使三維模型真正、自然地運(yùn)動(dòng)起來(lái)。

全身動(dòng)作捕捉系列是實(shí)用光學(xué)式運(yùn)動(dòng)捕捉產(chǎn)品。

系統(tǒng)采用多臺(tái)近紅外線高感度攝像機(jī)及相關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)三維運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的采集，支持實(shí)時(shí)在線或者離線的運(yùn)動(dòng)捕捉及分析。在國(guó)際上擁有同類(lèi)產(chǎn)品最高性?xún)r(jià)比，可廣泛的應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)、軍事模擬、工程測(cè)量、醫(yī)學(xué)研究中的運(yùn)動(dòng)機(jī)能評(píng)價(jià)和康復(fù)醫(yī)療、體育運(yùn)動(dòng)分析和體育訓(xùn)練指導(dǎo)、影視、動(dòng)畫(huà)和游戲制作等諸多領(lǐng)域。

取相攝像頭

1、數(shù)據(jù)采集 精度更高

全身動(dòng)捕系列光學(xué)被動(dòng)式攝像機(jī)，對(duì)于細(xì)微動(dòng)作都可實(shí)現(xiàn)精細(xì)捕捉。

相機(jī)前端特有的處理芯片具有FPGA編成功能，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的高速處理。

相機(jī)采用圓形擬合算法的標(biāo)識(shí)點(diǎn)（Marker）中心演算功能實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的標(biāo)識(shí)點(diǎn)高精度識(shí)別。 相機(jī)采用144個(gè)LED照明，在保證亮度前提下效率更高。

2、系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠

系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式，構(gòu)成簡(jiǎn)單，無(wú)需專(zhuān)用采集設(shè)備，一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制所有相機(jī)。

集成為一根的攝像機(jī)專(zhuān)用綜合電纜具有采樣同步控制信號(hào)傳輸；LED照明同步控制信號(hào)傳輸；攝像機(jī)和LED照明供電傳輸多種功能的同時(shí)，極大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)布線結(jié)構(gòu)同時(shí)，使系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸更穩(wěn)定，克服了USB等方式的連接距離短、級(jí)聯(lián)臺(tái)數(shù)受限等問(wèn)題。

3、系統(tǒng)功能更強(qiáng)大

高性能自動(dòng)識(shí)別功能，根據(jù)人體模板自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)識(shí)點(diǎn)匹配，免除繁雜的操作。

強(qiáng)大的后期數(shù)據(jù)自動(dòng)插值、濾波和手動(dòng)修改等編輯功能以及CSM、BVH、FBX、BIP、DRS、TRC、C3D等通用數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換功能，完全滿足動(dòng)漫、體育、醫(yī)療等不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求。

全面支持第三方軟件相結(jié)合使用接口（如MotionBuilder、3DMax、Maya、Delt3D或測(cè)力平臺(tái)、肌電儀以及客戶(hù)自主開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟件等，進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、定時(shí)傳送及各種同步觸發(fā)控制接口）。

4、系統(tǒng)操作更簡(jiǎn)潔便利

系統(tǒng)根據(jù)中國(guó)用戶(hù)設(shè)計(jì)，在保證完美實(shí)現(xiàn)功能的前提下極大的簡(jiǎn)化了系統(tǒng)操作中繁瑣的人機(jī)交互模塊，使整個(gè)系統(tǒng)操作流程更加方便快捷。

系統(tǒng)架設(shè)靈活，可以根據(jù)環(huán)境和使用者意愿來(lái)搭建捕捉系統(tǒng)，捕捉范圍可根據(jù)房間大小和用途隨時(shí)調(diào)整。

相機(jī)獨(dú)立的LED編號(hào)顯示，使架設(shè)和調(diào)整操作更方便。

同等捕捉空間標(biāo)識(shí)點(diǎn)更精小（3mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm規(guī)格），被測(cè)者運(yùn)動(dòng)更自如。 5、光學(xué)被動(dòng)式運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)，擁有業(yè)界高性?xún)r(jià)比

系統(tǒng)獨(dú)特的軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成，在實(shí)現(xiàn)同等運(yùn)動(dòng)捕捉性能時(shí)，在價(jià)格上具有更大優(yōu)勢(shì)，整體系統(tǒng)具有更高性?xún)r(jià)比。

應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域：

可應(yīng)用于高端裝備的虛擬裝配；高等教育的虛擬教學(xué)及科學(xué)研究；國(guó)防軍隊(duì)的軍事訓(xùn)練； 醫(yī)療領(lǐng)域：

1、對(duì)患者進(jìn)行步態(tài)分析、動(dòng)作分析、運(yùn)動(dòng)失調(diào)程度評(píng)價(jià)等； 2、動(dòng)物藥理反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。 體育領(lǐng)域：

體育訓(xùn)練、體育教學(xué)、步態(tài)分析、田徑項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)分析、冬季體育項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)分析、球技動(dòng)作分析、舞蹈動(dòng)作分析、帆板動(dòng)作分析、自行車(chē)競(jìng)技分析、打斗技巧分析等。

影視動(dòng)畫(huà)：

現(xiàn)代影視特技制作、三維電影、三維動(dòng)畫(huà)和游戲制作。 其它領(lǐng)域：

系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于：人體工學(xué)研究、機(jī)器人研究、感性工學(xué)研究、高精度振動(dòng)計(jì)測(cè)、福祉工學(xué)領(lǐng)域、靈活性能評(píng)價(jià)、碰撞試驗(yàn)、飛行測(cè)試、心理分析、剛性測(cè)試、實(shí)用性能評(píng)價(jià)。

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