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Human Motion Capture Ein Überblick über verschiedene Verfahren Seminar aus Informatik Christiane Ulbricht.

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Präsentation zum Thema: "Human Motion Capture Ein Überblick über verschiedene Verfahren Seminar aus Informatik Christiane Ulbricht."—  Präsentation transkript:

1 Human Motion Capture Ein Überblick über verschiedene Verfahren Seminar aus Informatik Christiane Ulbricht

2 Seminar aus Informatik: Motion Capture 2 / 26 Human Motion Capture n Was ist Human Motion Capture? Die Bewegungen einer Person werden gemessen, mittels Computer analysiert und in Folge auf eine computergenerierte Figur übertragen. n Anwendung bei Computerspielen: u Herkömmliche Animationen menschlicher Charaktere wirken oft unrealistisch. u Human Motion Capture liefert bessere Ergebnisse.

3 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 3 / 26 Überblick n Verschiedene Methoden u Elektromechanisch u Elektromagnetisch u Akustisch u Inertial u Optisch n Markerbasiert n Markerlos

4 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 4 / 26 Elektromechanische Systeme n Exoskelett n Bewegung wird als Änderung der Winkel zwischen den Gliedmaßen der Person interpretiert n Potentiometer zur Messung der Winkel n Position wird relativ gemessen

5 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 5 / 26 Elektromechanische Systeme

6 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 6 / 26 Elektromechanische Systeme n Vorteile u Technologie bereits vorhanden u Mehrere Personen u Echtzeit n Nachteile u Exoskelett beeinträchtigt Bewegung u Anpassung des Exoskeletts u Exoskelett kann verrutschen u Keine globalen Bewegungen

7 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 7 / 26 Elektromagnetische Systeme n Emitter erzeugt niederfrequentes Magnetfeld n Sensoren, die Änderungen im Magnetfeld messen n Sensoren werden an der Person befestigt n Metalle in der Nähe des Meßbereiches stellen ein Problem dar

8 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 8 / 26 Elektromagnetische Systeme

9 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 9 / 26 Elektromagnetische Systeme n Vorteile u Sensoren sehr klein und leicht u Mehrere Personen u u Echtzeit

10 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 10 / 26 Elektromagnetische Systeme n Nachteile u Kabel u Metall in der Nähe des Meßbereiches u Meßbereich ist auf das vom Emitter erzeugte Magnetfeld beschränkt u Mit zunehmender Distanz ungenauer u Sehr schnelle Bewegungen können nicht genau gemessen werden

11 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 11 / 26 Akustische Systeme n Ultraschallwellen n Sender (Hochfrequenzlautsprecher) n Empfänger (spezielle Mikrofone) n n Man mißt die Zeit, die ein Signal vom Sender zum Empfänger benötigt, und schließt dann auf den Abstand n 6 Freiheitsgrade: 3 Sender, 3 Empfänger

12 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 12 / 26 Akustische Systeme n Vorteile u Mikrofone sind sehr klein und leicht - beeinträchtigen die Person daher kaum n Nachteile u Hintergrundgeräusche beeinflussen die Messungen u Reflektierte Ultraschallwellen verfälschen das Meßergebnis u Sehr viele Sender und Empfänger nötig

13 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 13 / 26 Inertiale Systeme n Nutzen die Massenträgheit n Beschleunigungsmesser um die Geschwindigkeit zu messen n Gyroskope um die Bewegungsrichtung zu messen n Position wird relativ gemessen

14 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 14 / 26 Inertiale Systeme n Vorteile u Keine zusätzlichen Geräte wie Sender oder Kameras notwendig n Nachteile u Rekalibrierung notwendig, da sich die Fehler sonst summieren u Die verwendete Technologie ist noch unausgereift

15 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 15 / 26 Optische Systeme n Aufnahmen von Bewegungen werden analysiert n Wiederfinden bestimmter Objekte in den Einzelbildern n Rückschließen auf deren Koordinaten im dreidimensionalen Raum n Markerbasierte und markerlose optische Systeme

16 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 16 / 26 Markerbasierte optische Systeme n Kreisförmige reflektierende Marker n 20 bis 30 Marker n Mindestens 2 Kameras notwendig, üblicherweise zwischen 4 und 32 n Aufwendige Nachbearbeitung

17 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 17 / 26 Markerbasierte optische Systeme

18 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 18 / 26 Markerbasierte optische Systeme n Vorteile u Keine Kabel, kein Exoskelett u Auch sehr schnelle Bewegungen meßbar n Nachteile u Aufwendige Nachbearbeitung notwendig u Probleme durch ungewollte Reflektionen und Verdeckung von Markern

19 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 19 / 26 Markerlose optische Systeme n Erkennen der Position des menschlichen Körpers in einem Einzelbild ohne Zuhilfenahme von Markern n 2 Forschungsarbeiten Silhouettenerkennung mit Hilfe von u Infrarot-Filtern u Anatomischen Daten

20 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 20 / 26 Markerlose optische Systeme n Silhouettenerkennung mit Hilfe von Infrarot- Filtern u Person bewegt sich vor einer Leinwand u Dahinter befinden sich Infrarot- Scheinwerfer u Person blockiert das infrarote Licht u Infrarot-Kamera u Filtern der Aufnahmen

21 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 21 / 26 Markerlose optische Systeme

22 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 22 / 26 Markerlose optische Systeme

23 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 23 / 26 Markerlose optische Systeme n Vorteile (Infrarot-Filter) u Keine spezielle Kleidung notwendig u Echtzeit u Eine Kamera reicht aus n Nachteile u Aufnahmebereich beschränkt u Nur eine Person u 2-D

24 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 24 / 26 Markerlose optische Systeme n Silhouettenerkennung mit Hilfe von anatomischen Daten u Kombiniert Informationen über den menschlichen Körper und Lokalisierung von Händen und Kopf in einem Einzelbild

25 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 25 / 26 Markerlose optische Systeme n Vorteile (anatomische Daten) u Nur eine Kamera notwendig n Nachteile u Aufnahmebereich beschränkt u Hintergrund einfarbig u Spezielle Kleidung notwendig u Probleme bei verschiedenen Personen (unterschiedliche Hautfarbe)

26 Christiane UlbrichtSeminar aus Informatik: Motion Capture 26 / 26 Beispiel


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