不同的動作捕捉系統(tǒng)依照的原理不同，系統(tǒng)組成也不盡相同?？傮w來講，動作捕捉系統(tǒng)通常由硬件和軟件兩大部分構成。硬件一般包含信號發(fā)射與接收傳感器、 信號傳輸設備以及數(shù)據(jù)處理設備等;軟件一般包含系統(tǒng)設置、 空間定位定標、 運動捕捉以及數(shù)據(jù)處理等功能模塊。信號發(fā)射傳感器通常位于運動物體的關鍵部位，例如人體的關節(jié)處,持續(xù)發(fā)出的信號由定位傳感器接收后，通過傳輸設備進入數(shù)據(jù)處理工作站，在軟件中進行運動解算得到連貫的三維運動數(shù)據(jù)，包括運動目標的三維空間坐標.人體關節(jié)的6自由度運動參數(shù)等，并生成三維骨骼動作數(shù)據(jù)，可用于驅動骨骼動畫，這就是動作捕捉系統(tǒng)普遍的工作流程。
動作捕捉系統(tǒng)的種類介紹：
慣性傳感器式動作捕捉系統(tǒng)
由姿態(tài)傳感器、信號接收器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。姿態(tài)傳感器固定于人體各主要肢體部位，通過藍牙等無線傳輸方式將姿態(tài)信號傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，進行運動解算。中姿態(tài)傳感器集成了慣性傳感器、重力傳感器、加速度計、磁感應計、微陀螺儀等元素,得到各部分肢體的姿態(tài)信息，再結合骨骼的長度信息和骨骼層級連接關系，計算出關節(jié)點的空間位置信息。這類產(chǎn)品主要的優(yōu)點是便攜性強，操作簡單，表演空間幾乎不受限制，便于進行戶外使用，但由于技術原理的局限，缺點也比較明顯，一方面?zhèn)鞲衅鞅旧聿荒苓M行空間定位，通過各部分肢體姿態(tài)信息進行積分運算得到的空間位置信息造成不同程度的積分漂移，空間定位不準確:另- -方面原理本身基于單腳支撐和地面約束假設，系統(tǒng)無法進行雙腳離地的運動定位解算;此外，傳感器的自身重量以及線纜連接也會對動作表演形成一定的約束，并且設備成本隨捕捉對象數(shù)量的增加成倍增長，有些傳感器還會受周圍環(huán)境鐵磁體影響精度。
光學式動作捕捉系統(tǒng)
基于計算機視覺原理，由多個高速相機從不同角度對目標特征點的監(jiān)視和跟蹤來完成運動捕捉的任務。理論上對于空間中的任意一個點只要它能同時為兩部相機所見，就可以確定這一-時刻該點在空間中的位置。當相機以足夠高的速率連續(xù)拍攝時，從圖像序列中就可以得到該點的運動軌跡。這類系統(tǒng)采集傳感器通常都是光學相機，不同的是目標傳感器類型不一, -種是在物體上不額外添加標記，基于=維圖像特征或三維形狀特征提取的關節(jié)信息作為探測目標，這類系統(tǒng)可統(tǒng)稱為無標記點式光學動作捕捉系統(tǒng)，另一種是在物體上粘貼標記點作為目標傳感器，這類系統(tǒng)稱為標記點式光學動作捕捉。
聲學式動作捕捉系統(tǒng)
-般由發(fā)送裝置、接收系統(tǒng)和處理系統(tǒng)組成。發(fā)送裝置-般是指超聲波發(fā)生器,接收系統(tǒng)一般由三個以上的超聲探頭陣列組成。通過測量聲波從一個發(fā)送裝置到傳感器的時間或者相位差。確定到接受傳感器的距離,由三個呈三角排列的接收傳感器得到的距離信息解算出超聲發(fā)生器到接收器的位置和方向。其大優(yōu)點是成本低，但缺點是精度較差，實時性不高，受噪聲和多次反射等因素影響較大。
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