211service.com
Second Skin Captures Motion
Forskare vid MIT har utvecklat ett nytt system som kan ge ett billigare och mer effektivt sätt att spåra rörelse. Systemet kallas Andra huden , kan vara ett billigare alternativ för att skapa specialeffekter för filmer. Forskarna säger att de hoppas att det också kommer att användas för att hjälpa människor att övervaka sina egna rörelser så att de kan utöva sjukgymnastik eller perfekta sina tai chi-rörelser.
Kodat ljus: Denna projektor sänder ut ljuspulser flera gånger i sekunden. Dessa ljuspulser fångas upp av fotosensorer som bärs av motivet som spåras.
Traditionella spårningssystem involverar höghastighetskameror placerade runt en speciellt upplyst uppsättning. Motivet som spåras bär speciella markörer som reflekterar ljus som sänds ut av kamerorna. Kamerorna fångar och registrerar det reflekterade ljuset flera gånger i sekunden för att spåra motivets rörelse. När systemet används för att göra filmer, konverterar program och ett team av animatörer data till en animerad karaktär. Dessa rörelsespårningssystem kan kosta upp till hundratusentals dollar. Alternativa system som använder magneter, accelerometrar eller exoskelett är i behov av ännu mer omfattande installation och kalibrering, felbenägna eller skrymmande och oflexibla.
I motsats till traditionella optiska spårningssystem förlitar sig Second Skin inte på kameror alls. Systemet använder istället billiga projektorer som kan monteras i tak eller utomhus. Därför kan systemet användas inomhus och utomhus utan speciell belysning, och det kostar bara några tusenlappar, säger Ramesh Raskar , en docent vid MIT:s Media Lab och huvudforskaren av Second Skin tillsammans med doktoranden Dennis Miaw.
Jag tror att det är en banbrytande teknik, säger Chris Bregler , en docent i datavetenskap vid New York University, som arbetar med datorseendesystem för rörelsespårning och inte var involverad i Second Skin-forskningen. Det låter dig göra motion capture i många scenarier där många andra människor ville göra motion capture tidigare och inte kunde.
Små fotosensorer inbäddade i vanliga kläder registrerar rörelser. Projektorerna skickar ut mönster av nära infrarött ljus - ungefär 10 000 olika mönster per sekund. När mönstren träffar de små fotosensorerna som är inbäddade i motivets kläder, fångar fotosensorerna det kodade ljuset och omvandlar det till en binär signal som indikerar sensorns position. Eftersom ljusmönstren kommer att träffa sensorerna olika, beroende på var de befinner sig, får varje sensor ett unikt ljusmönster. Dessa mönster registreras cirka 500 gånger per sekund för varje sensor. Sensorerna skickar informationen till en tunn, lätt mikrokontroller som bärs av motivet under hennes kläder, som sedan överför data tillbaka till en dator via Bluetooth. Hela systemet kan kosta mindre än 1 000 USD, där varje fotosensor kostar cirka 2 USD, en vibrerande sensor 80 USD och en projektor 50 USD. (Raskar säger att det krävs minst sex projektorer per system.) Varje fotodeektor avkodar i huvudsak sin egen inomhusplats på ett liknande sätt som GPS, säger han.
Spåra och vibrera: Små fotosensorer är inbäddade i det svarta tyget som visas ovan. Blå vibratorer omger också motivets handled (vänster). Fotosensorerna fångar ljus som sänds ut från närliggande projektorer för att bestämma läget för motivets arm. Programvaran jämför sedan den verkliga armpositionen (röd linje) med den ideala armpositionen (gul linje). Cirklarna motsvarar vibratorerna; den gröna vibrerar för att indikera rätt position för motivet.
Eftersom varje Second Skin-sensor har ett unikt ID, säger Raskar att detta kommer att vara mer exakt än traditionella optiska system, där reflektorerna som bärs av motivet inte går att skilja från varandra och kan orsaka fel när en reflektor korsar en annan. Dessutom har Raskar visat att systemet fungerar utomhus och i mörker.
I teorin kunde vi göra allt som hans system kan göra med datorseende, men i praktiken har vi inte hittat någon lösning än, säger Bregler. Med hans sensorer är det väldigt exakt och väldigt tydligt var [personen] är från bild till bild.
För filmindustrin innebär detta potentiellt att rörelsespårning kan göras på en vanlig uppsättning, vilket skulle spara produktionstid och låta skådespelarna arbeta i en naturlig miljö. Dessa utarbetade system står i vägen för att försöka spela in dessa filmer, säger Steve Sullivan , senior teknikofficer på Lucasfilm's Industriellt ljus och magi (ILM). Många människor ser rörelsespårning som ett löst problem, men jag tror att det finns mycket mer vi kan göra för att göra det mer tillgängligt för en rad människor och mindre i vägen. ILM utvecklade nyligen ett speciellt patentskyddat system med högkontrastband för spårning av rörelser i Pirates of the Caribbean 2 och Hombre de Hierro , men skådespelarna måste bära en speciell kostym, och det krävs omfattande efterbearbetning, säger Sullivan. Det är fantastiskt att höra att forskare försöker ta itu med det här problemet, för det är en sådan fråga att behöva bryta upp produktionen och spela in scener och skådespelare separat på dessa scener.
Jag tror att mycket av potentialen för den här typen av low-end spårningsteknologi är … mer för nya applikationer, där du inte kan spendera all tid för att göra det perfekt, säger Michael Samma , en docent i datavetenskap vid University of Wisconsin-Madison. Gleicher säger att rörelsespårning blir mer populärt i videospel som kan spåra en spelare och reagera i realtid.
Forskarna har också visat att systemet kan användas för att hjälpa till att spåra och korrigera rörelser i en enkel tai chi-övning. Ett sådant system innehåller små vibratorer som rör sig när den aktuella positionen för motivets lem är ur kurs för att indikera för patienten behovet av självkorrigering. På ungefär samma sätt spekulerar forskarna att systemet också kan användas för sjukgymnastik eller för att spåra en individs rörelser, för att förhindra fall.