柔性弯曲传感器为动作捕捉技术提供新方案

近年人机交互技术发展迅猛。动作捕捉技术是人机交互技术的分支之一。动作捕捉系统通过监测和记录物体的运动姿态和位置,将信息转换成数字抽象模型,表现物体的姿态。动作捕捉技术被广泛运用在虚拟现实、影视制作、智能监控、游戏制作、动画制作、运动分析、模型编码等领域。动作捕捉对实现完美的VR体验、电影动画特效十分重要。

现在的动作捕捉设备主要分为微传感器MEMS式和光学式。传功的光学式动作捕捉是通过在室内搭建一整套相机系统来实现的。相机系统可以全方位采集真人的肢体动作数据,并将数据传输到计算机,最终在荧幕上呈现出与真人一模一样的动画效果。但是这种动作捕捉技术流程极为复杂,而且成本也很高。微传感器MEMS式的动作捕捉设备可以克服相机系统对光线明暗要求高的缺点,成本低,精度高,可以实现实时测量和同时捕捉多个对象的数据。目前动作捕捉设备中常用的是测量空间位置变化数据的九轴传感器。但是这类传感器是刚性的,不能弯曲,使用起来舒适度低。测量细微的骨关节运动时,例如手指弯曲,需要使用多个传感器,无形中增加了成本。
新型柔性弯曲传感器给精细的动作捕捉提供了更好的解决方案。柔性弯曲传感器材质柔软的,可以任意弯曲、折叠,具有良好的柔韧性和延展性。其可以感知物体是否发生形变和测量物体的弯曲角度。在影视制作的动作捕捉过程中,只需真人演员各个关节位置布置一个柔性弯曲传感器,开始运动时,柔性弯曲传感器就可以立刻采集到各关节弯曲角度的数据,通过WiFi网络来实时记录并传输这些数据到电脑上进行下一步处理,最终在荧屏上呈现出真人运动的动画效果。这种利用柔性弯曲传感器进行动作捕捉的方案成本低、易操作,可以给电影动画工作者带来更多的创作空间。


目前市面上常见的柔性弯曲传感器多由柔性电阻或柔性电容制成。柔性电阻传感器精度低、稳定性差。柔性电容传感器制作工艺复杂。这两类柔性弯曲传感器都无法识别物体的弯曲方向。在进行动作捕捉时,针对人体脖颈、手腕等可两侧弯曲的部位,这些柔性弯曲传感器就无法派上用场。近日,深圳必威体育克服了传统柔性弯曲传感器的弱点,研发了一款实现弯曲方向测量的新型柔性弯曲传感器。这款弯曲传感器由经过特殊处理的光纤制成的,外部以柔性材料封装。当外界因素使传感器发生弯曲形变时,其内部的光纤中传输光强度将会发生改变,从而实现测量效果。该传感器精度高、稳定性好、工艺简单,非常适合应用于人体动作捕捉场景。