跟你聊聊这个MotionMonitor手部动作捕捉系统,主要说说它能干什么、好在哪。以前想用传统的视觉方法来记录手指动作,那可是难上加难,尤其是手指头互相碰着或者拿着东西的时候,视线一被挡住就彻底没戏了。这种情况下,电磁感应技术算是给了咱们一条新路。它的核心意思是先把一个可控的磁场给搭建起来,手指关节上的微型传感器就在这个磁场里晃荡,直接把信号反馈回去,算出位置和方向。因为这东西不受实体遮挡的影响,哪怕你握拳或者交叉手指,信号依然稳稳当当的,数据采集也就不会中断。 数据采集这块,传感器直接贴在手指的关键骨头上。这些家伙体积很小巧,通常能提供六个自由度的信息,也就是三个方向的位移和三个方向的旋转。系统每秒能采集一百次以上的原始数据,反应速度快,精度也很高,位移能到亚毫米级别,角度能到亚度量级。有了这么高的采样率和精度,研究指关节怎么动、手指头之间怎么配合、大拇指怎么转这些细节就变得简单多了。 原始的传感器数据拿到手里还不行,还得经过专门的平台处理变成有用的信息。这时候MotionMonitor软件就派上用场了。它先给每个传感器标定一下空间位置,看看跟你手指骨头的位置是不是对上号。然后把各个传感器的数据在时间线上顺一遍、融在一起,再驱动那个预设好的手部模型跑起来。因为传感器直接输出方位数据,计算关节角度的时候就不用太依赖那些复杂的算法了,计算速度快了延迟也就少了,实时看动作也不成问题。 这套方案最大的特色就是不怕被遮挡。在康复医学里试的时候,不管病人是抓器械还是练日常生活技能,它都能连着把动作给抓下来。做虚拟现实或者人机交互的时候,用来建手势库或者测用户操作姿势也特别合适。这些活儿都离不开它在那些光线不好的地方还能稳定干活的本事。 从原理上讲,这东西把物理层的电磁场建起来、信号感知好;数据层把多个传感器的数据顺顺当当的弄在一起;应用层再把骨骼模型驱动起来、动作分析清楚。这就形成了一个完整的闭环流程。它不是为了把别的捕捉系统给替换掉而是为了补上一个技术空白——在那些手指头不能随便乱动或者经常被挡住的地方提供一种又稳又准的办法。这样一来研究人员就能拿到以前很难连续记录的精细运动数据了,对手部功能和行为的研究也能更深入一些。