- 相關(guān)推薦
計算機大空間多人交互技術(shù)
大空間交互正越來越受到VR線下市場的青睞，而鮮有人對其有足夠多的了解。近日，青瞳視覺聯(lián)合創(chuàng)始人祖厚超做客黑匣60Minutes，他的分享，也許能夠解開大家的疑惑。我們一起來看看計算機大空間交互技術(shù)解讀吧!
以下為祖厚超分享的內(nèi)容：
青瞳視覺2015年成立,專注于光學(xué)的追蹤定位系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用。2016年1月份和米粒影業(yè)聯(lián)合打造了「星核VR」主題樂園，目前「VR主題公園」也是青瞳目前的一個主要方向。
在應(yīng)用方向上青瞳除了在VR線下體驗,虛擬現(xiàn)實主題樂園的規(guī)劃外，自主研發(fā)的定位系統(tǒng)在其它領(lǐng)域的的重越來越高。自2015年The Void推出以來，線下體驗得到大家的重視,目前「VR體驗店」大街小巷隨處可見。尤其是在今年的Chinajoy上，可以明顯感覺到。
虛擬現(xiàn)實線下主題體驗,一直是我們比較重視的一塊市場。到目前為止使用我們光學(xué)追蹤定位設(shè)備的已經(jīng)有40多家單位，其中60%主要分布虛擬現(xiàn)實線下體驗用途。除了「星核VR」影視主題虛擬現(xiàn)實體驗，還有很多景區(qū)和虛擬現(xiàn)實內(nèi)容開發(fā)團隊均有使用。
追蹤定位系統(tǒng)的迭代研發(fā)，我們也是一直在緊鑼密鼓的開展。針對不同的市場和用戶，進一步的細化和梳理我們的產(chǎn)品和解決方案。目前除了最早的MC300 Tracker，還有 MC1300 Tracker將我們的追蹤距離提升到15米，在分辨率上也有提升，部署更加簡單方便。而最新的Mini Tracker 則是進一步的提升空間性價比，連同2個人背包行走方案和動作捕捉，將整體費用更是控制在20萬以內(nèi)。
如圖，是青瞳視覺最新推出的一個Mini Tracker的方案，是屬于更低成本的方案。
除了VR之外，青瞳視覺還涉及了其它不同領(lǐng)域。
第一個，是模擬訓(xùn)練。在軍事領(lǐng)域，會將動作捕捉應(yīng)用于針對地震、火災(zāi)等活動的模擬訓(xùn)練中。我們一直在完善動作捕捉的方案，并和合作的軍事單位一起完善多人對抗的方案�，F(xiàn)在我們在努力實現(xiàn)的是500平方米以上，5V5多人參與的方案，從而實現(xiàn)軍事領(lǐng)域的仿真。
教育領(lǐng)域主要分幾塊，第一是大學(xué)，主要放在仿真跟教學(xué)實訓(xùn)。教學(xué)實訓(xùn)是為了培養(yǎng)專門的人才而設(shè)置的，一般會設(shè)置一個實驗室。該實驗室會有幾個不同的用途，第一是滿足日常教學(xué)，一般在新媒體、游戲，或偏藝術(shù)的領(lǐng)域，實現(xiàn)可視化的效果。另外是作為學(xué)校對外展示的一個平臺進行應(yīng)用。
在普教領(lǐng)域的應(yīng)用，一般是老師教學(xué)為主，貼近教材內(nèi)容。更多的預(yù)算不是在科研，而是老師教學(xué)時，幫助教學(xué)的不同端的內(nèi)容同步。比如地理和天文，更多的是多個學(xué)生為一組。對于高校的方針跟教學(xué)實訓(xùn)，會要求他們自身有一定開發(fā)能力，而普教領(lǐng)域則會是做成方案包提供給他們。
第五塊是動作捕捉，在游戲開發(fā)和動畫制作的應(yīng)用。前些年，許多團隊都比較需要這個功能，目前超過150款大型游戲都是用光學(xué)動作捕捉錄制的。光學(xué)動捕精度較高，但成本也較高，大家一般會采用租賃或合作的方式使用。
比較有代表性的就是EA的實況足球有摔跤對抗性的游戲，如果這些游戲一幀一幀調(diào)，要花費大量時間跟成本。不過，對于許多小團隊來說，他們不會去考慮六七十萬以上的動作捕捉系統(tǒng)。因此我們方案，能夠在50平方米以內(nèi)實現(xiàn)2個人的動捕，并且把成本控制在20萬以內(nèi)。
青瞳視覺的3種小相機方案
隨著技術(shù)的發(fā)展，動作捕捉技術(shù)越來越成熟。目前在動作捕捉這塊的發(fā)展，可以做到的不只是追蹤人體動作，還可以追蹤馬和其它動物的動作，或者用marker等進行定位。動作捕捉能幫助影視制作更快地獲得制作效果，有效提升效率，能讓演員的演技更好地發(fā)揮出來。
我們剛才說的是影視動畫和教育方向，在精準(zhǔn)醫(yī)療這一塊，美國也已經(jīng)有很多家公司在做，比較有代表性的是美國的NDI醫(yī)學(xué)院學(xué)生的。
現(xiàn)在醫(yī)療包括精準(zhǔn)醫(yī)療，用了三維數(shù)字化技術(shù)，不僅在外科手術(shù)，還有牙齒矯正等都可以使用。除了采集三維數(shù)據(jù)，構(gòu)建人體模型，還包括醫(yī)學(xué)院的培訓(xùn)，也有較好的應(yīng)用。
醫(yī)療領(lǐng)域除了像NDI是用于臨床，杜克大學(xué)是用于醫(yī)學(xué)院學(xué)生的培訓(xùn)。此外，還有用于康復(fù)評估，比如醫(yī)院會用動作捕捉方案采集患者上半身或下半身的一些動作數(shù)據(jù)，并有針對性地推出治療方案。
以下是動作捕捉應(yīng)用的幾個主要的方向：
1、虛擬現(xiàn)實主題樂園
2、軍事、模擬訓(xùn)練
3、教育上：科研實驗，實訓(xùn)教室
4、影視制作，游戲開發(fā)
5、精準(zhǔn)醫(yī)療，輔助康復(fù)評估
6、步態(tài)分析
7、工業(yè)上：虛擬裝配，仿真
8、人機功效
9、無人機飛控表演
因為講得比較雜，我把相關(guān)的幾塊都羅列出來。
工業(yè)應(yīng)用方面
運動捕捉及分析系統(tǒng)為汽車等工業(yè)研究領(lǐng)域提供非入侵式、高精度、實時、三維數(shù)據(jù)，用于分析和改進產(chǎn)品，預(yù)防事故及減少損傷等。開發(fā)的整個過程中，全面采用計算機輔助技術(shù)，在轎車開發(fā)的造型、設(shè)計、計算、試驗直至制模、沖壓、焊接、總裝等各個環(huán)節(jié)中的計算機模擬技術(shù)聯(lián)為一體的綜合技術(shù)，使工業(yè)裝配比如汽車設(shè)計的開發(fā)、制造都置于計算機技術(shù)所構(gòu)造的嚴(yán)格的數(shù)據(jù)環(huán)境中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，大大縮短了設(shè)計周期，提高了市場反應(yīng)能力。
動作捕捉技術(shù)已成為數(shù)字化工業(yè)制造技術(shù)和生產(chǎn)流水線的重要應(yīng)用環(huán)節(jié)，針對工業(yè)產(chǎn)品利用該技術(shù)可優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，通過虛擬裝配避免或減少物理模型的制作，縮短開發(fā)周期，降低成本;同時通過建設(shè)數(shù)字工廠，直觀地展示工廠、生產(chǎn)線、產(chǎn)品虛擬樣品以及整個生產(chǎn)過程，為員工培訓(xùn)、實際生產(chǎn)制造和方案評估帶來便捷。使企業(yè)內(nèi)各負責(zé)部門之間的交流變得更加容易，不僅大大縮短了企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的時間，而且也為其產(chǎn)品的宣傳、銷售贏得了先機。
在人機功效方面
運動生物力學(xué)、工程力學(xué)、工程學(xué)、人機工效學(xué)等相互結(jié)合引領(lǐng)了動作捕捉技術(shù)應(yīng)用新領(lǐng)域。光學(xué)動作捕捉及分析系統(tǒng)提供世界領(lǐng)先的、精確的捕捉及分析和實時反饋功能，為產(chǎn)品設(shè)計及研發(fā)生產(chǎn)提供有力的支撐。
光學(xué)動作捕捉及分析系統(tǒng)為用戶提供精確及時的數(shù)據(jù)，將人、對象、環(huán)境之間的相互關(guān)系、協(xié)調(diào)性和人性化聯(lián)系起來，使得作業(yè)更能夠與人相適應(yīng)，減少失誤和對健康的損害，提高安全性、工作效率。
結(jié)合機器人的應(yīng)用領(lǐng)域方面
動作捕捉設(shè)備在機器人研究、機械臂、無人機等機械及自動化領(lǐng)域研究中至關(guān)重要。同時實現(xiàn)自動進行關(guān)節(jié)生物力學(xué)處理和分析報告，使得機械仿生運動捕捉具有針對性和更高的可信度。
機器人領(lǐng)域的研究中，動作捕捉系統(tǒng)主要應(yīng)用于以下幾個方面
1、生物優(yōu)化：采集各個關(guān)節(jié)、肢體的運動信息(位置、速度、加速度、角度、角加速度等)以及測試、解算真實生物體各個動作的動力學(xué)數(shù)據(jù)，并以這些真實的高精度數(shù)據(jù)作為仿生機器人的研發(fā)基礎(chǔ)，調(diào)整并優(yōu)化設(shè)計方案。
2、仿生機器人的動態(tài)反饋：對所研發(fā)的機器人進行測試，監(jiān)控其運動姿態(tài)、肢體及關(guān)節(jié)發(fā)力情況，采集相關(guān)的運動學(xué)及動力學(xué)數(shù)據(jù)，與所模擬生物體的真實數(shù)據(jù)進行比較，進一步優(yōu)化調(diào)整所研發(fā)仿生機器人的設(shè)計，并進行相應(yīng)的改進，使其與真實的生物體達到最高程度的一致性。
康復(fù)評估領(lǐng)域
動作捕捉設(shè)備應(yīng)用于康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,并根據(jù)所提供的運動學(xué)參數(shù)、生物力學(xué)參數(shù)和運動中骨骼肌的肌電活動參數(shù)的變化, 客觀實時地進行康復(fù)治療方法的選擇及療效評定是切實可行的。有效改善現(xiàn)有理療手段，創(chuàng)造新方案幫助殘疾人最大限度地開發(fā)潛能，恢復(fù)其獨立生活、學(xué)習(xí)、工作、回歸社會、參與社會的能力。
電影藝術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域
隨著計算機圖形學(xué)和硬件技術(shù)的高速發(fā)展，計算機特技的應(yīng)用在現(xiàn)代影視特技制作中已成為不可或缺的手段,各種各樣的平面、三維計算機特技制作技術(shù)給觀眾帶來了全新的感受。
運動捕捉技術(shù)在電影中可用來實現(xiàn)CG特效，這在某些情況下取代了賽璐璐動畫。還可以完全由電腦生成電影人物，比如Gollum, The Mummy ,King Kong, 《加勒比海盜》中的Davy Jones，《阿凡達》中的 Na'vi族, 以及 《創(chuàng)世紀(jì)》中的Clu。
攝影機運動也可通過動作捕捉設(shè)備采集到，演員表演時，攝影師即可現(xiàn)場驅(qū)動虛擬攝像機搖擺、傾斜或圍繞舞臺移動，該系統(tǒng)設(shè)備還可以捕捉相機、道具以及演員的表演。這使得電腦合成人物、圖像和布景與真實相機的視頻圖像一樣具有相同的角度。
計算機對數(shù)據(jù)進行處理并展示演員的動作，根據(jù)場景中的物體即可得到所需的攝像機位置。從捕獲的連續(xù)鏡頭中獲取攝像機的運動數(shù)據(jù)被稱為匹配移動或相機跟蹤。
黑匣60Minutes問答
青瞳在VR方面的主要方案有哪些?
目前青瞳視覺主要產(chǎn)品是在MC300上繼續(xù)完善的MC1300，還有在此基礎(chǔ)上不斷完善的動作捕捉系統(tǒng)。此外，面部捕捉和小相機方案也正在研發(fā)。目前，MC1300對應(yīng)的參數(shù)介于Optitrack 17w跟p41之間，能捕捉的有效距離在10米至15米之間，相機捕捉視場角(FOV)是70°x90°。精度比較高，達到亞毫米級別。
目前為止，青瞳視覺的定位主要在動作捕捉和空間定位相機的生產(chǎn)制造和研發(fā)以及方案，目前成型的方案主要有兩部分。首先是主題樂園，主要因為2016年這一塊非�；鸨�，所以就作為先行的一塊，我們在這一領(lǐng)域鉆研得比較多。
青瞳視覺的方案跟其它單位相比有何優(yōu)劣勢?
跟其它方案相比，Kinnet精度達不到要求，雖然比較便宜。目前還有像HTC Vive的激光范圍，它的方案空間范圍較小。
其次是用慣性做追蹤定位，在主題樂園和一些場合應(yīng)用。這個方案會存在一些累計誤差， 目前，整個大空間方案的成本，相對于蛋椅成本更高，對入門掌握的要求更高。蛋椅可能找一個懂得操作電腦的就能掌握。
我們推出小相機，也是考慮到線下體驗。首先，一個店的前提投入預(yù)算是30萬-50萬，他們對于成本跟坪效比較在意。我們在成本做了一些優(yōu)化，還有在坪效方面有優(yōu)勢。比如15萬左右的小相機空間定位方案，在體驗店里可以做到3到4人的空間定位。20萬以內(nèi)的方案即可支持2個人的動作捕捉，這對于他們來說比較能承受得起。
為什么需要有多人交互?
線下多人交互也比較有特色，大家看的比較多的是用HTC Vive的體驗。但是真正在一些主題樂園，包括在一些比較重頭的場景中，他們要求有更多人同時參與，這也是光學(xué)方案的一個優(yōu)勢。比如去IMAX看電影，也不會只有一個人玩，另外一個人排隊。那體驗肯定不好。所以多個人同時參與，有交流，肯定是一種趨勢。
【計算機大空間多人交互技術(shù)】相關(guān)文章：
2017人機交互技術(shù)概論09-21
動漫游戲的現(xiàn)狀及其交互式創(chuàng)作技術(shù)的應(yīng)用07-16
2017計算機等級考試HTTP的基本概念與交互模型練習(xí)題07-28
Flash的交互動畫設(shè)計10-10
計算機web技術(shù)介紹06-24
深度剖析游戲中的交互設(shè)計12-13
動作腳本交互式動畫設(shè)計01-10