随着移动互联网和物联网等新兴技术的发展，我们的生活已经变得越来越数字化、虚拟化。各种各样的传感器也在慢慢进入我们的生活，将我们生活中很多重要的数据传输到网络，供程序去分析、处理，并且帮助我们生活得更好。而除了我们常见的温度、气压、高度、位置等常见的数据，我们身体健康的心率、体重、血压等健康数据，人的动作数据将是下一个有待开发的新兴领域。

　　影视制作：动作捕捉民用的滥觞

　　动作捕捉技术并不是一个非常新的领域。早在上世纪70年代，动作捕捉技术就在影视特效制作上使用。最早应用于影视特效的动作捕捉技术并没有使用计算机，而是工程师首先使用照相机将演员的动作拍下来，分解成一系列关键帧照片；然后动画师参考这一系列照片将动画角色的动作画出来，这应该是最原始的动作捕捉技术。

　　在那之后为了能够更好地满足影视特效制作的需求，基于光学的动作捕捉系统应运而生。光学动作捕捉系统一般使用多个红外摄像头，摆放在场景内部，在演员身上各个部位绑上反光的马克点，在这个场景内部运动，于是红外摄像头就可以看到演员身上的这些马克点，将图像传输到计算机，计算机就可以根据多个摄像头所形成的立体视角复原出演员的动作。这也是现在影视特效制作中主流的动作捕捉技术。

　　基于摄像头的光学动作捕捉技术十分精确，到目前为止，它是精度最高的一种动作捕捉技术，广泛应用于特效制作这样的高精度要求的应用场景里。然而，它还有一些无法解决的固有缺陷：

　　光学动作捕捉技术的应用空间受限制

　　因为光学动作捕捉使用多个摄像头摆放在场景里，摄像头不能够随便移动，而且每个摄像头的视场也很有限，所以光学动作捕捉技术只能在一个比较狭小的、室内的环境中使用，这极大地局限了它的应用场景。

　　光学动作捕捉技术有遮挡问题

　　摄像头需要“看到”演员才能够捕捉到演员的动作，所以光学动作捕捉技术的场景里一般不允许有其他物体，需要是一个全空旷的场景才行。这也导致了在很多场景里无法使用此项技术。

　　很难应对场景里有太多的角色同时出现

　　角色太多，生成的动作数据也越多，因此所需要的计算力也水涨船高。

　　光学动作捕捉设备都极为昂贵

　　一套光学动作捕捉系统需要上百万甚至上千万人民币，规模比较小的机构往往无法负担，更别提个人消费者了。

　　由于光学动作捕捉技术有这样的缺陷，惯性动作捕捉技术应运而生。惯性动作捕捉系统通过穿戴在人身上的一套惯性传感器来捕捉人体各个部位的加速度、角速度、方向等，然后通过算法将这些数据还原成一套人体的动作。惯性动作捕捉技术不存在光学动作捕捉系统的上述问题：它对于场景没有任何要求，没有遮挡的问题，角色数量也不受限，同时，惯性动作捕捉系统的价格仅仅是光学动作捕捉系统的几分之一到几十分之一，有可能在未来走入消费者的家庭。除了影视制作，惯性动作捕捉技术还可以应用于以下这些领域。

　　运动分析：动作捕捉大有可为

　　在体育领域，越来越先进的训练手段正把人体的潜能挖掘至极限，这一过程就需要更加科学的分析方法。而动作捕捉恰恰是科学分析和训练运动员的最佳技术。想想看，在游泳比赛中，分析运动员的每一次打水，弹腿和转身，结合流体力学，推导出最有效、最省力的泳姿，会大大提高游泳比赛的成绩。

　　高尔夫球是一个对于挥杆姿势要求极为严格的运动。每一次挥杆都要精准到位。在以往，高尔夫球教练只能使用眼睛来观测球手的动作，判断他的动作是否标准；现在我们有了动作捕捉技术，球手的每一次挥杆都被量化，教练就能够更加高效地训练球手。而这几乎可以推广到所有体育项目中去。

　　医疗康复：动作捕捉更加关心人类健康

　　医疗康复领域也需要动作捕捉技术。其中最典型的一个例子就是步态分析：实际上人走路的姿态就泄露出了很多健康上的信息。

　　早期诊断阿兹海默症就使用了步态分析的技术。阿兹海默症的病因还不明确，早期诊断是非常复杂和不方便的。无论是神经心理学量表，血液学检查，神经影像学检查，还是脑电图、基因检测，都是复杂并且昂贵的检测项目。而步态分析的办法让病人边走路边做算数，在走路的同时，给被试者一个高阶的认知任务，在行走的过程中测量被试者的走路姿势，这样一种双任务的模式就可以非常有效地判断出被试者大脑控制功能的有效性。

　　而测量走路姿势就是动作捕捉的任务了。步速、步频、步长、停顿、对称等一系列的测量数据综合起来，就可以判断出一个被试者是否处于早期的轻度认知障碍阶段，然后再针对性处理。

　　虚拟现实：未来的世界形态

　　虚拟现实可能会是人类未来的主要娱乐形式。逃离这个世界，去往另一个世界一直是人类的终极梦想，而虚拟现实技术有希望能够让人类实现这个梦想。现在对于虚拟现实的技术概念一般是指显示设备，也就是虚拟现实头显；然而除了显示之外，虚拟现实的另一个重要的领域就是交互。

　　当我们戴上虚拟头显进入了虚拟世界之后，我们还需要自己的身体也在那个世界中存在。几乎所有人在戴上虚拟现实头显后都会下意识地看自己的手在哪里。所以，虚拟现实除了“沉浸感”、“临场感”外，“身体感知”（BodyAwareness）也是非常重要的一部分。有了身体，我们才能够跟这个虚拟世界的环境和元素进行交互。这就需要动作捕捉技术来将我们的身体“带入”虚拟世界中去，因此惯性动作捕捉系统就成为虚拟现实产业的一个关键环节。未来我们将会看到更多更加精致、简单和优雅的动捕手套以及全身系统作为虚拟现实的交互基础设备使用。

　　形而上学地说，动作捕捉技术的目标是将人体的动作数字化。在一切都将数字化的未来，动作捕捉技术也将大放异彩。

　　作者单位：北京诺亦腾科技有限公司