Xsens：惯性动作捕捉系统构建虚拟舞伴

更新时间：2025-03-24 16:59  浏览量：4

GHOST DANCE是位于葡萄牙里斯本Lusófona大学的一个全新研究项目，旨在探索人类之间联系的价值，以及如何通过虚拟舞伴再现这种联系。项目总监Cecilia de Lima和Rui Antunes希望通过惯性动作捕捉来创造流畅的动作，实现现实舞者与虚拟舞者共同表演的目标。

挑战：GHOST DANCE团队需要根据舞者的动作建立一个3D模型，以创建虚拟和现实表演者之间的联系。

解决方案：

惯性动作捕捉技术允许舞者以舒适和准确的方式记录整个动作。最终创建出一个动作流畅的虚拟伙伴，与现实生活中的舞者一起进行自然、流畅的表演。

关键要点

可捕捉各种复杂动作：即使是现代舞蹈中的复杂动作也可以用惯性传感器追踪

高效记录：整个编舞表演被快速录制，以适应舞蹈室的时间限制

穿着舒适：Xsens可穿戴技术的广泛适用性让舞者可以不受阻碍地完成一系列表演

流体结果：虚拟舞伴移动流畅，在表演过程中营造出高度的真实感

研究人际交往的重要性

在项目开始之前GHOST DANCE的导演就确定了两个主要目标。“首先是理解人与人之间身体接触的必要性，”导演Rui Antunes说。“在新的技术时代，我们似乎越来越疏远，我们想知道这对我们的幸福是否有影响。”

为了探索这一点，该团队计划使用虚拟现实头显来比较与人类和虚拟舞伴跳舞时的动作衔接问题。“我们想知道当人体与虚拟实体互动时会发生什么，”导演Cecilia de Lima解释道。“我们知道这会带来完全不同的体验，但我们需要找出方法和原因。”

Cecilia和Rui在此项目中的另一目标是看看虚拟舞伴是否可以通过机器学习来实现提高。数字版的舞者是从真实舞者的动作中创造出来的，但他们想看看数字舞者能否根据提供的动作信息开发出自己的舞蹈套路。

为了实现这些目标，他们进行了一系列规划并寻找合适的技术。

虚拟舞伴

这个复杂的项目不仅需要一个熟练的团队，还需要一套专门的技术来记录舞者的表演，并将它们转换成数字版本。

舞者在舞蹈时经常会使用日常生活中不常见的动作，因此选择可适应复杂性的动作捕捉系统至关重要。“Xsens系统可以准确地记录他们的动作，并完美地将其转化为3D模型，”Rui说到。惯性传感器包含加速度计和陀螺仪，可实时跟踪对象的关节旋转和速度。这种高精确度使得虚拟舞伴的动作栩栩如生，为现实生活中的舞者提供了更自然的体验。

“跳舞时舒适是必不可少的，”Cecilia解释道。“我们需要动作捕捉技术不那么引人注目，以获得最佳效果。”该系统由17个传感器组成，所有传感器都单独绑在身上，使每个传感器都可以根据佩戴者的喜好进行调整。这种舒适感使得我们能以更自然、更流畅的动作来创造虚拟舞伴。

虚拟舞伴的机器学习

在记录了舞者和虚拟舞伴的动作后，Cecilia和Rui想进一步看看他们是否可以从基层数据中进行再次开发。为此，他们创造了机器学习算法来测试这些模型。

机器无法做出主观决定，因此该团队找到了一种将舞者动作客观化和量化的解决方案。“8个拉班舞蹈动作练习通常用于戏剧和舞蹈课，以拓展学生的创造力，”Cecilia说到。机器人可以轻松识别这些基本动作，包括击打、绞拧和挤压。"

根据这些信息，Cecilia和Rui希望开发一种虚拟舞伴，它可以跟随真实舞者及时做出经过充分学习的动作。“惯性运动捕捉是这类研究的完美选择，”Rui继续说道。“我们有一个基于真实运动构建的良好模型，这为机器学习提供了基线。”

Cecilia总结道:“这个研究项目在人际关系的重要性上具有启发性。虽然虚拟舞伴目前还不能取代真实的舞伴，如呼吸和脚步，在技术发展的现阶段，这些细微差别无法通过数字方式获得。”

然而，这并不代表将来不会发生。GHOST DANCE证明了，在未来，这可能是一个可行的舞伴替代方案。使用惯性动作捕捉创建的数字伙伴现在越来越有可能成为现实。