光学动作捕捉技术：

光学动作捕捉系统基于计算机视觉原理，由多个高速相机从不同角度对目标特征点的监视和跟踪，同时结合骨骼解算的算法来完成动作捕捉。理论上对于空间中的任意一个点，只要它能同时被两台以上相机所见，就可以确定这一时刻该点在空间中的3D位置。当相机以高帧率连续拍摄时，从图像序列中就可以得到该点的运动轨迹。

应用领域：

康复训练/步态分析/运动分析/人机工程学/人机工效

影视动漫/游戏方向/虚拟偶像

虚拟现实/虚拟现实空间定位

机器人无人机

大空间多人交互

虚拟拍摄

光学动作捕捉采集设备通常是光学相机，分两种：一种是在物体上不额外添加标记，基于二维图像特征或三维形状特征提取的关节信息作为探测目标，这类系统统称为无标记点式光学动作捕捉系统；另一种是在物体上粘贴标记点作为目标探测点，这类系统称为标记点式光学动作捕捉。

一.无标记点式光学动作捕捉

主流的无标记点式光学动作捕捉采用三维深度信息进行运动捕捉，系统基于结构光编码投射实时获取视场内物体的三维深度信息，根据三维形貌进行人形检测，提取关节概括性的运动轨迹描绘，普遍捕捉解算帧率和精度较低。总体来讲，无标记点式动作捕捉普遍存在的问题是动作捕捉精度低，并且由于原理固有的局限导致运动自由度解算缺失（如骨骼的自旋信息等）造成动作变形等问题。

二.标记点式光学动作捕捉

标记点式光学动作捕捉系统由光学标记点（Marker）、动作捕捉相机、传输设备以及数据处理工作站组成，市场常说的光学动作捕捉系统通常是指这类标记点式动作捕捉系统。

在运动物体关键部位（如人体的关节处等）粘贴Marker点，多个动作捕捉相机从不同角度实时探测Marker点，数据实时传输至数据处理工作站，根据三角测量原理精确计算Marker点的空间坐标，再从生物运动学原理出发解算出骨骼的6自由度运动数据信息。根据标记点发光技术不同还分为主动式和被动式光学动作捕捉系统两种。

1.主动式光学动作捕捉

主动式光学动作捕捉系统的Marker点由主动发光LED组成，LED粘贴于人体主要关节部位，安装比较简便。采用高亮LED发光，LED受脉冲信号控制明暗，以此对LED进行时域编码识别，识别效果较好，有较高的跟踪准确率；LED刚体需进行持续充电，并且由于识别原理原因，在一些需要超高帧率高速运动捕捉、大范围覆盖的需求上并不推荐使用，但系统刚体结构不容易损坏，易用性强。

2.被动式光学动作捕捉

被动式光学动作捕捉系统，也称反射式光学动作捕捉系统，其Marker点通常是一种高亮反射式反光球，粘贴于人体各主要关节部位，由动作捕捉相机上发出的LED红外光经反光球反射至动捕相机，进行Marker的检测和空间定位。

主要优点是技术成熟稳定，采样率高、动作捕捉准确，表演和使用灵活快捷，空间定位精度误差通常小于亚毫米级别，识别输入延迟低于2.9~5毫秒以下；能在不依靠更多外接设备的前提下，仅靠增加Marker点数量而让系统独立捕捉更多人的动作，Marker点可以很低成本地随意增加和布置，对被捕捉物的物体形态种类和空间范围上适用度较广。

一般情况下，主动式光学动作捕捉工作环境限制较小，在室外也能操作，但容易导致运作变形，精度较差；而被动式光学动作捕捉实用性更强，应用范围更广，综合性能（动作精度、适用性、可拓展性、便捷性）也更高些。