可记录运动者状态的衣服方案(下)—采用MEMS、DSP及虚拟现实技术

　　在该运动捕捉服上的DSP、高性能微控制器或移动微处理器可以减少需传递至PC的数据量，甚至可以在该服装上集成大容量闪存以记录本地信息。其它减少数据通信的方法为：由于MEMS斜率较低，可传递增量读数，减少表示数据所需的大小或通过定义头文件发送可变大小的数据。

　　上述最后一种办法以及本地存储数据，似乎是减少数据通信的最有希望的办法。人体知识为增加准确性提供了选择：一种有关节的、具有23部分的生物机械体软件模型用于限制动作，消除由于现实世界改变参数及积分不准确导致的滑步和积分漂移。

　　使其物有所值的软件

　　假定大部分数据处理工作在安装Moven Studio2.0应用程序的PC或笔记本进行，该软件旨在为所采集的动作数据和高级应用程序架起一座“桥梁”，因此软件隐藏了系统控制和必须处理的数学算法，用户界面也非常简单。

　　Moven公司网站上可供下载的演示版程序，但在没有运动捕捉服的情况下，该演示版程序几乎毫无用处。但是Moven在该软件中，以XML文件格式(文件后缀名为mvnx)保存了几个短肢体层次结构代码和动作样本。用户可以播放并由不同的虚拟照相机观看这些文件。有些控制在演示版中是可用的。复制和粘贴仅支持二进制源格式MVN。你可以将一个MVN文件粘贴到一个新的MVNX文件。所捕捉的动作可以divx或mov视频格式输出。

　　当运动捕捉服连接后，Moven Studio2.0的控制菜单被激活。控制菜单包括“捕捉服状态”、“预览和记录窗口”、“开始新记录”、“记录‘mvn’文件”、“重新定位传感器”及“校准动作捕捉服”。“校准动作捕捉服”是指当用户穿上该服装并做出预定的初始化动作或姿势时，系统会得到加速度、旋转率、温度和电压等几个参数初始读数，从而校准系统。此外，几个附加的校准动作用于得到穿该服装用户的特定身体参数。帮助菜单仅有“关于”一项。幸运的是，动作采本文件可作为*.bvh标准文件导出。Moven2.0输出BVH格式文件以兼容Poser、Motion Builder以及 3D Studio Max等软件。Moven Studio2.0也可输出FBX格式文件，此种格式文件更为灵活并得到Autodesk软件的支持。FBX可以提供身体任一部分的数据，而不仅是旋转。BVH文件格式在写本文最初由Biovision开发。用于Biovision等级数据的BVH标准。该文件由两部分组成：首字段描述目标的层级结构并提供描述目标骨骼的初始姿势。这些将为第一积分常数。数据字段含有动作数据。University of Wisconsin提供的一个例子给出了这种文件资源(见源代码边注或http://www.cs.wisc.edu/graphics/Courses/cs-838-1999/Jeff/Example1.bvh)。

　　使用动作捕捉数据

　　描述过BVH格式文件的组成结构之后，现在我们来看一下这类文件如何被高级程序使用，如人物动画、游戏、虚拟显示、训练、广告、驾驶以及体育等。作者将描述Moven数据在程序中的使用，作者用这些程序积累了一下经验，Poser 7 和 Anime Studio Pro 5.6，可使用Poser 7创造的3D图像。两个程序都可由e-frontier(现已被Smith Micro Software Inc.收购)得到。

　　第一个令人愉快的事情是(a)Poser7可导入BVH文件。(b)Moven可提供与Poser7定义的“骨骼”架构所兼容的文件。这解释了Moven2.0中“重新定位传感器”命令的需要。下一个经验就不那么美妙了。当Poser7读取BVH文件时，Poser7提示有些关节或四肢缺少数据或数据太多。尽管如此，但令人高兴的是，Poser7确实可以处理这些数据，并将其分配给程序员。Moven称可同时记录源自多个人的动作数据，但没有定义人数的上限以及所收集数据的类型。作者认为有可能使用几个不同的Moven系统，将时间和三维距离积分留给PC或程序(如Poser 7)做后期处理。在Poster7中，可以获得展示几个人的情景，具体方法为：首先让某人位于程序前台，之后通过输入控制此人的BVH文件，这样，即便之后此人位于后台程序也可控制其图像。

　　Poster7允许程序员定义并塑造3D面庞，并使其可随着动作、相机角度以及距离的变化而变化。甚至可以使人物彼此同步其不同时间轴的关系。尽管效果可以很好，许多改变可由手工完成且并不困难，但是制作和测试很耗时。为了在虚拟现实行业中实现创作的多产，这个行业需要创作更多的工具，加入Moven的动作捕捉可使编辑和测试变得更加容易。