動(dòng)作捕捉技術(shù)與產(chǎn)業(yè)分析：多應(yīng)用領(lǐng)域的潛力技術(shù)動(dòng)作捕捉動(dòng)作捕捉（MotionCapture）是指記錄并處理人或者其他物體動(dòng)作，并生成對(duì)應(yīng)的虛擬資產(chǎn)動(dòng)作動(dòng)畫的技

術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)廣泛運(yùn)用于娛樂、體育、醫(yī)療、機(jī)器人等領(lǐng)域。隨著動(dòng)作捕捉技術(shù)的發(fā)展，精度變高，門檻

變低，其應(yīng)用范圍越來越廣。例如為了追求內(nèi)容的質(zhì)量，越來越多生產(chǎn)商選擇使用動(dòng)作捕捉技術(shù)來讓動(dòng)畫

顯得更加逼真和自然。動(dòng)作捕捉有三個(gè)方向發(fā)展，分別是身體捕捉、面部捕捉和手指捕捉。動(dòng)作捕捉的應(yīng)用領(lǐng)域根據(jù)VICON的收入構(gòu)成顯示，其應(yīng)用領(lǐng)域中，生物力學(xué)、電影游戲、機(jī)器人VR應(yīng)用分別

約占50%、25%、25%。

在醫(yī)療康復(fù)，運(yùn)動(dòng)分析領(lǐng)域，許多大學(xué)和醫(yī)療機(jī)構(gòu)里都會(huì)配有動(dòng)作捕捉實(shí)驗(yàn)室來更好地分

析人體動(dòng)作的數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)員也會(huì)在訓(xùn)練中通過動(dòng)作捕捉技術(shù)來完善自己的動(dòng)作。

在影視游戲領(lǐng)域，動(dòng)作捕捉能夠讓動(dòng)畫或者虛擬人物的動(dòng)作更加流暢自然提高內(nèi)容質(zhì)量，

特別是逼真的面部表情和肢體動(dòng)作都無法靠動(dòng)畫師實(shí)現(xiàn)。這樣的應(yīng)用類似于《指環(huán)王》

《猩球崛起》等電影。在VR領(lǐng)域，動(dòng)作捕捉使得體驗(yàn)者可以看到自己的身體運(yùn)動(dòng)，并且能夠與虛擬人物進(jìn)行更深

入的互動(dòng)，是真正沉浸式體驗(yàn)的保證，也是元宇宙進(jìn)程中的底層技術(shù)之一。在無人機(jī)應(yīng)用上，主要是對(duì)無人機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)時(shí)定位，捕捉無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和位置

數(shù)據(jù)。在室外，無人機(jī)使用GPS進(jìn)行定位，但對(duì)于無人機(jī)算法驗(yàn)證階段的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，

對(duì)精度的要求就無法使用GPS，需要用到動(dòng)作捕捉系統(tǒng)。在工業(yè)領(lǐng)域，人機(jī)交互是一個(gè)應(yīng)用方向，通過動(dòng)作捕捉的數(shù)據(jù)在一個(gè)環(huán)境內(nèi)可以形成閉環(huán)

系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。例如帶有標(biāo)記點(diǎn)的人快速通過無人機(jī)編隊(duì)，無人機(jī)會(huì)以極快的速

度避開，這可以在倉庫環(huán)境中得到應(yīng)用；再比如利用VR實(shí)現(xiàn)操作無人機(jī)，操作者通過VR的畫面小幅度調(diào)整身體動(dòng)作被捕捉到后實(shí)現(xiàn)控制無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)，大大降低了無人機(jī)操作的

難度和增加了精度。光學(xué)動(dòng)捕、慣性動(dòng)捕從技術(shù)方向來看，3D動(dòng)作捕捉主要朝著兩個(gè)方向發(fā)展，分別是光學(xué)動(dòng)捕和慣性動(dòng)捕。

光學(xué)動(dòng)捕：光學(xué)動(dòng)作捕捉基于紅外光從標(biāo)記點(diǎn)反射到不同位置的攝像機(jī)，對(duì)標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行絕對(duì)定位的得

到三維坐標(biāo)，再對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)空間運(yùn)動(dòng)的基本信息。簡單來說，就是對(duì)人

體上的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行絕對(duì)定位來構(gòu)建三維模型還原運(yùn)動(dòng)。光學(xué)動(dòng)捕的設(shè)備：光學(xué)動(dòng)捕的設(shè)備由一組攝像機(jī)，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器和標(biāo)記點(diǎn)組成，光學(xué)鏡頭對(duì)外發(fā)射

紅外光，紅外光再場地中接觸到反光體產(chǎn)生反射，相機(jī)將反光信息采集到軟件中處理為空間坐標(biāo)。

慣性動(dòng)捕：慣性動(dòng)作捕捉通過慣性傳感器來捕捉人的關(guān)鍵骨骼旋轉(zhuǎn)信息，對(duì)人體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測量，最后

通過無線方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上去還原人體運(yùn)動(dòng)。

慣性動(dòng)捕的設(shè)備：慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)由一組傳感器和處理軟件構(gòu)成。動(dòng)作捕捉技術(shù)的未來趨勢無標(biāo)記點(diǎn)：無標(biāo)記點(diǎn)是利用攝影機(jī)掃描人體，軟件跟蹤人體運(yùn)動(dòng)來獲得運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，無標(biāo)記

點(diǎn)技術(shù)現(xiàn)在初步實(shí)現(xiàn)，但其誤差相對(duì)于標(biāo)記點(diǎn)更大，應(yīng)用范圍并不廣泛。隨著技術(shù)的發(fā)展，

無標(biāo)記點(diǎn)如果能夠解決誤差問題，那么可以很好地解決標(biāo)記點(diǎn)的缺點(diǎn)。

軟件算法持續(xù)升級(jí)：軟件的技術(shù)在過去已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很大的進(jìn)步，受益于PC的發(fā)展和技術(shù)的

算法的升級(jí)，動(dòng)作捕捉所需要的時(shí)間大大縮小，未來更智能化、修復(fù)和模擬能力更強(qiáng)的軟

件算法將成為動(dòng)作捕捉技術(shù)商的核心競爭力之一。光學(xué)捕捉領(lǐng)先公司：VICONVICON于1984年在英國牛津成立，其母公司OxfordMetrics(OMG.L)在倫敦證券交易所上市。VICON是動(dòng)

作捕捉行業(yè)具有領(lǐng)先地位的公司，它的首要技術(shù)是被動(dòng)式光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉，并且擁有慣性捕捉、無標(biāo)記捕捉

等現(xiàn)有的主流動(dòng)作捕捉系統(tǒng)。VICON于2017年收購了慣性傳感技術(shù)的創(chuàng)造者IMeasureU，正在結(jié)合光學(xué)和

慣性為運(yùn)動(dòng)捕捉提供更好的支持。VICON擁有行業(yè)領(lǐng)先的硬件和算法，可以提供高精度并且減少后期的處

理成本。VICON的應(yīng)用案例VICON在2018年GDC上聯(lián)合EpicGames等公司推

出虛擬人物Siren，Siren由一位女演員穿著動(dòng)捕服和

面部捕捉設(shè)備實(shí)時(shí)顯示，是動(dòng)捕的一大標(biāo)志性發(fā)展，

相比于之前的EpicGames旗下的游戲Hellblade，

Siren在捕捉上花費(fèi)的時(shí)間大大減少，更多的時(shí)間被

用來制作更為逼真的虛擬人物。VICON著名的應(yīng)用是指環(huán)王系列，取得巨大成功的

指環(huán)王系列中的角色咕嚕被人們熟知，這個(gè)角色的成

功也離不開動(dòng)作捕捉技術(shù)，當(dāng)然還有安迪·瑟金斯精

湛的演技。

Vicon還應(yīng)用于自動(dòng)駕駛，在Bell航天公司的案例中，

vicon的引入為自動(dòng)駕駛和飛行提供了一個(gè)室內(nèi)的模

擬GPS來定位其他設(shè)備的位置，從而代替真實(shí)的機(jī)隊(duì)。MotionAnalysisMotionAnalysis于1982年在SantaRosa成立，它的首要技術(shù)是被動(dòng)式光學(xué)捕捉，其應(yīng)用領(lǐng)域在動(dòng)畫、

運(yùn)動(dòng)分析、廣播、以及工業(yè)與機(jī)器人上。其中廣播演播室是MotionAnalysis獨(dú)特的應(yīng)用分類，這為廣

播提供VR和AR的攝像頭跟蹤方案。BaSixGo：穩(wěn)輕量級(jí)動(dòng)捕程序，允許在一分鐘之內(nèi)完成裝備標(biāo)記后的傳輸工作，系統(tǒng)設(shè)置和校準(zhǔn)很

快，學(xué)習(xí)使用很容易；

Raptor12HS：Raptor12HS是MotionAnalysis的最高端攝像機(jī)，擁有1250萬像素，每秒300幀，擁

有LED顯示面板；

Cortex：Cortex是MotionAnalysis最最優(yōu)的動(dòng)作捕捉軟件，提供一套最完整的可視化工具，用于實(shí)

時(shí)監(jiān)控校準(zhǔn)狀態(tài)提供標(biāo)記計(jì)數(shù)，Cortex能夠解決任何骨架包括四足動(dòng)物甚至面部動(dòng)畫。OptitrackNaturalPoint公司于2005年在美國成立新的產(chǎn)品線Optitrack，自成立以來致力于制造高精度、低延時(shí)、系統(tǒng)穩(wěn)

定的動(dòng)作捕捉技術(shù)和降低動(dòng)作捕捉硬件和系統(tǒng)的成本，憑借著性價(jià)比優(yōu)勢獲得較大的市場份額。在2017年

NaturalPoint被中國上市公司利亞德（300296.SZ）收購，成為利亞德VR部門的一部分。

Prime41：號(hào)稱全球可追蹤最大空間的運(yùn)動(dòng)捕捉攝像機(jī)。

高性價(jià)比：Optitrack的目標(biāo)是幫助客戶用行業(yè)內(nèi)其他公司一半的預(yù)算來搭建擁有更多攝像頭更為精準(zhǔn)的動(dòng)作捕捉

系統(tǒng)。

Motive光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉軟件：Motive最新的骨骼解算器能夠估計(jì)骨骼姿勢在標(biāo)記遮擋時(shí)推算骨骼，并且擁有設(shè)置和

操作簡單的特點(diǎn)，僅一人就可設(shè)置大型系統(tǒng)。

Optitrack應(yīng)用于廣泛的行業(yè)：除了我們熟知的游戲《使命召喚-現(xiàn)代戰(zhàn)爭》和電影《獅子王》之外，Optitrack還

應(yīng)用在了實(shí)時(shí)外科手術(shù)上，為外科手術(shù)提供精細(xì)的導(dǎo)航跟蹤功能；并且Optitrack在無人機(jī)上也有相關(guān)應(yīng)用XsensXsens于2000年在荷蘭創(chuàng)立，是慣性動(dòng)作捕捉方向的領(lǐng)頭羊，經(jīng)過20多年的發(fā)展，Xsens的產(chǎn)品品質(zhì)

卓越，易用性高，專注于人體運(yùn)動(dòng)測量并應(yīng)用于專業(yè)和消費(fèi)市場。

全條件抗磁+任何地點(diǎn)捕捉：Xsens號(hào)稱是唯一一家做到全條件抵抗磁干擾，加上設(shè)備的便攜性和易操

作性，其系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地動(dòng)作捕捉。

MotionCloud：動(dòng)作捕捉到的數(shù)據(jù)可以傳至云端共享、處理，這使得捕捉和處理異地成為可能，大大

降低了電影游戲的地理成本，還可以建立運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫，是Xsens在數(shù)據(jù)上的一大創(chuàng)舉。

防沖撞捕捉服：Xsens為了應(yīng)對(duì)沖擊力大的運(yùn)動(dòng)，有內(nèi)嵌設(shè)計(jì)的捕捉服，可以有效防止傳感器掉落。

Xsens的應(yīng)用非常廣泛：在FIFA22的應(yīng)用中，同時(shí)捕捉數(shù)十名運(yùn)動(dòng)員說明了Xsens系統(tǒng)的處理能力和

適用范圍。并且Xsens開發(fā)出的Gloves使得手指動(dòng)作捕捉成為現(xiàn)實(shí)。諾亦滕諾亦滕（noitom）于2012年在北京創(chuàng)立，其名字源于英文motion的倒序拼寫，也是主打慣性動(dòng)捕技術(shù)的公司，以

自主研發(fā)的多傳感器數(shù)字技術(shù)和運(yùn)動(dòng)追蹤算法為基礎(chǔ)，推出動(dòng)作捕捉以及虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等，為在將來使得每一位

有需求的個(gè)人和組織都能享受到動(dòng)作捕捉技術(shù)而發(fā)展。

光慣混合系統(tǒng)：諾亦滕于2020年推出光慣混合系統(tǒng)，具有大范圍，手部捕捉以及全面抗磁的特點(diǎn)。

諾亦滕PerceptionNeuron+