柔性彎曲傳感器為動作捕捉技術提供新方案

近年人機交互技術發展迅猛。動作捕捉技術是人機交互技術的分支之一。動作捕捉系統通過監測和記錄物體的運動姿態和位置,將信息轉換成數字抽象模型,表現物體的姿態。動作捕捉技術被廣泛運用在虛擬現實、影視制作、智能監控、游戲制作、動畫制作、運動分析、模型編碼等領域。動作捕捉對實現完美的VR體驗、電影動畫特效十分重要。

現在的動作捕捉設備主要分為微傳感器MEMS式和光學式。傳功的光學式動作捕捉是通過在室內搭建一整套相機系統來實現的。相機系統可以全方位采集真人的肢體動作數據,并將數據傳輸到計算機,最終在熒幕上呈現出與真人一模一樣的動畫效果。但是這種動作捕捉技術流程極為復雜,而且成本也很高。微傳感器MEMS式的動作捕捉設備可以克服相機系統對光線明暗要求高的缺點,成本低,精度高,可以實現實時測量和同時捕捉多個對象的數據。目前動作捕捉設備中常用的是測量空間位置變化數據的九軸傳感器。但是這類傳感器是剛性的,不能彎曲,使用起來舒適度低。測量細微的骨關節運動時,例如手指彎曲,需要使用多個傳感器,無形中增加了成本。
新型柔性彎曲傳感器給精細的動作捕捉提供了更好的解決方案。柔性彎曲傳感器材質柔軟的,可以任意彎曲、折疊,具有良好的柔韌性和延展性。其可以感知物體是否發生形變和測量物體的彎曲角度。在影視制作的動作捕捉過程中,只需真人演員各個關節位置布置一個柔性彎曲傳感器,開始運動時,柔性彎曲傳感器就可以立刻采集到各關節彎曲角度的數據,通過WiFi網絡來實時記錄并傳輸這些數據到電腦上進行下一步處理,最終在熒屏上呈現出真人運動的動畫效果。這種利用柔性彎曲傳感器進行動作捕捉的方案成本低、易操作,可以給電影動畫工作者帶來更多的創作空間。


目前市面上常見的柔性彎曲傳感器多由柔性電阻或柔性電容制成。柔性電阻傳感器精度低、穩定性差。柔性電容傳感器制作工藝復雜。這兩類柔性彎曲傳感器都無法識別物體的彎曲方向。在進行動作捕捉時,針對人體脖頸、手腕等可兩側彎曲的部位,這些柔性彎曲傳感器就無法派上用場。近日,深圳麥格米特克服了傳統柔性彎曲傳感器的弱點,研發了一款實現彎曲方向測量的新型柔性彎曲傳感器。這款彎曲傳感器由經過特殊處理的光纖制成的,外部以柔性材料封裝。當外界因素使傳感器發生彎曲形變時,其內部的光纖中傳輸光強度將會發生改變,從而實現測量效果。該傳感器精度高、穩定性好、工藝簡單,非常適合應用于人體動作捕捉場景。

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