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Motion Capture

Motion Capture. Daniel Brito – dboc Filipe Dantas –fad3 Gabriel Rattacaso - grc Igor Marcel – imlm Lino Alves – laoj Luis Filipe Pereira – lfap Thiago Menezes – tmc2 . Sumário. Definição. Histórico. Métodos e Sistemas. Aplicações. Nossos Protótipos. Estudos Recentes.

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Presentation Transcript

  1. Motion Capture Daniel Brito – dboc Filipe Dantas –fad3 Gabriel Rattacaso - grc Igor Marcel –imlm Lino Alves – laoj Luis Filipe Pereira – lfap Thiago Menezes – tmc2

  2. Sumário Definição Histórico Métodos e Sistemas Aplicações Nossos Protótipos Estudos Recentes Referências

  3. Sumário Definição Histórico Métodos e Sistemas Aplicações Nossos Protótipos Estudos Recentes Referências

  4. Definição • Motion capture = motiontracking = mocap • Processo de gravação do movimento e transposição para modelo digital • Permite a geração de personagens, imagens com a mesma perspectiva do vídeo da camera

  5. Sumário Definição Histórico Métodos e Sistemas Aplicações Nossos Protótipos Estudos Recentes Referências

  6. Histórico 1869 • Primeiros estudos de movimentos através de fotos(Cronofotografia) • Etienne Jules Marey • A fotografia animada • EadweardMuybrid

  7. Histórico 1903 • fotografia estroboscópica da ação cinética de alta velocidade • Harold Eugene Edgerton • Gota de leite

  8. Histórico 1914 • Max Fleischer • Foi o responsável pela transformação de personagens de história em quadrinhos em desenhos animados • O palhaço Koko e o cão Fitz em "KokoChopsSuey" (1927). • Criação do Rotoscópio

  9. Histórico 1914 - 1980 • Aprimoramento da técnica da Rotoscopia • Grande período sem muita inovação. • Diversas produções com essa técnica Desenhos animados da Disney Clipes (http://leticce.blogspot.com/2010/05/rotoscopia-johnny-cash-e-acao-de.html)

  10. Histórico 1980 – 1988 • Tom Calvert (Universidade Simon Fraser - 1980) • Uso de Potênciometros • Sinais de saída animam figuras • Avaliação do movimento para coreografia • GraphicalMarionette (MIT - 1982) • Inicio do uso de marcadores ( LEDS ) • Mike the Talking Head (deGraf e Wahrman - 1988) • Face escaneadapreviamente • Movimentação do modelo virtual de acordo com o real • Dozo (Kleiser/Walczak- 1988) • Uso de cameras com fitasreflexivaspelocorpo • Dificuldades com oclusão

  11. Histórico 1990 - 2000 • Mario (SimGraphics – 1992) • Pioneiro no controle da face através de uma face real • Sensores Mecânicos • MattheGhost (Videosystem – 1991) • Primeiro grande sucesso comercial • Um personagem controlado por 3 atores (2 para expressoes faciais e 1 para a parte superior do corpo) • Acclaim(1993) • Tecnologia Optica • Capaz de rastrear 100 pontos simultaneamente

  12. Sumário Definição Histórico Métodos e Sistemas Aplicações Nossos Protótipos Estudos Recentes Referências

  13. Metodos e Sistemas Protético Acústico Magnético Inercial Óptico

  14. Metodos e Sistemas Protético Acústico Magnético Inercial Óptico

  15. Métodos e SistemasProtético • Peças Mecânicas • Formação do esqueleto paralelo = exoesqueleto • VANTAGENS • Não sofre problema de oclusão • Leitura simultânea de sensores(precisão) • DESVANTAGENS • Desconforto • Complexidade dos sistemas mecânicos • Cabos ligados ao ator Sistema Eletromecânico(Gypsy)

  16. Metodos e Sistemas Protético Acústico Magnético Inercial Óptico

  17. Métodos e SistemasAcústico • Transmissores no corpo, receptores (forma de triangulo) ao redor da área de captura. • Cálculo da posição do transmissor de acordo com as 3 distâncias obtidas através do tempo gasto pelo som para chegar a cada receptor. • VANTAGENS • Não sofre problema de oclusão • Maior liberdade de movimentos • DESVANTAGENS • Limite no número de transmissores • Reflexões sonoras prejudicam a precisão • Cabos ligados ao ator CrystalEyes VR: 3 emissores detectam a posição do óculos

  18. Metodos e Sistemas Protético Acústico Magnético Inercial Óptico

  19. Métodos e SistemasMagnético • Emissor central e receptores fixados no ator. • Sistema similar ao acústico, mas com ondas magnéticas. • VANTAGENS • Baixo custo • Não sofre problema de oclusão • Maior liberdade de movimentos • DESVANTAGENS • Limite no número de transmissores • Interferência elétrica e magnética • Cabos ligados ao ator Ex.: MotionStar Wireless http://www.youtube.com/watch?v=Ot5xNUT85zo http://www.youtube.com/watch?v=pRsyz8C-ggc

  20. Metodos e Sistemas Protético Acústico Magnético Inercial Óptico

  21. Métodos e SistemasInercial • Marcadores contendo giroscópios e acelerômetros • Necessita de Calibração • Uso de Baterias • VANTAGENS • Portável • Não sofre problema de oclusão • Não sofre interferência nos dados obtidos • DESVANTAGENS • Custo Elevado • Limitação de tempo da bateria Ex.: Animazoo IGS-190-M http://www.youtube.com/watch?v=OlKBdTRF61w

  22. Metodos e Sistemas Protético Acústico Magnético Inercial Óptico

  23. Métodos e SistemasÓptico • Composto por câmeras • Computadores capazes de produzir modelos de sequencias de movimentos de um objeto ou pessoa • Duas grandes categorias: • Com Marcadores • Passivos • Ativos • Semi-Passivos • Sem Marcadores

  24. Métodos e SistemasÓptico com marcadores • Características: • Uso de pontos estratégicos para posicionamento dos marcadores • Mapeamento da posição de todos os marcadores do objeto • Vantagens: • Nenhum cabo ligado ao ator • Baixo Custo • Desvantagens: • Ambiente Controlado • Objeto numa área fixa • Ausência de oclusão • Iluminação Constante • Tipos: • Ativos • LEDS(marcadores fornecem intensidade luminosa) • http://www.youtube.com/watch?v=IpO-YHOez78 • Passivos • Marcadores refletem luz do ambiente • http://www.youtube.com/watch?v=EDbMwxs6w9A • http://www.youtube.com/watch?v=-6fa_1yOKVk • Semi-Passivos • Infra vermelho • http://www.youtube.com/watch?v=13R8sAKxhs0

  25. Métodos e SistemasÓptico sem marcadores • Características: • Identificação de formas humanas(Silhuetas) • Construção do modelo de esqueleto • Processamento complexo • Vantagens: • Não exigem uso de roupa ou acessório especial • Não está limitado ao formato do marcador • Desvantagens: • Alto Processamento • Conhecimento do ambiente onde o movimento será capturado

  26. Sumário Definição Histórico Métodos e Sistemas Aplicações Nossos Protótipos Estudos Recentes Referências

  27. Aplicações Jogos Medicina Cinema Militar

  28. Aplicações Jogos Medicina Cinema Militar

  29. AplicaçõesJogos • Tempo real • Cinemática

  30. AplicaçõesJogos • Nitendowii • Combinações de tecnologias Inerciais e Ótica com marcadores • Funcionamento do sistema de motion capture: http://www.youtube.com/watch?v=ETAKfSkec6A&feature=related

  31. AplicaçõesJogos • Kinect ( Projeto Natal ) • Motion capture ótico sem marcadores • Funcionamento do sistema de motion capture: http://www.gossipgamers.com/microsofts-explanation-video-on-how-project-natal-works/

  32. AplicaçõesJogos • Playstation Move • Combinações de tecnologias de motion capture ótico e inércias. • Funcionamento do sistema de motion capture: • Detecção de face. • Detecção de sorriso. • Head Tracking • ... Accelerometer Gyrometer RGB LEDs

  33. Aplicações Jogos Medicina Cinema Militar

  34. AplicaçõesMedicina • Ajuda a entendermelhor o funcionamento do corpohumano • Aumenta a capacidade de quantificarmelhoriasdurante o processo de reabilitação. • Permite analise mais precisa de postura e padrões de movimento. • Permite analise de equipamentos biomecânicos. • Permite avaliação em tempo real de coprpo inteiro, de articulações especificas ou da face. • Ex.: Uso do motion capture para manter o foco do raio-X durante o movimento. http://www.metamotion.com/motion-capture-uses/education-medical-medicine-rehabilitation.html

  35. AplicaçõesMedicina • Depoimentos: “The Medical MotionVideoanalysis software hasbean integral partofdevelopingoursports medicine program. The software is very “userfriendly” andprovidesoursports medicine staff withextremelyvaluablevideocapturingandanalysistools.“ David K. Brennan, M.Ed Orthopedic Hospital Of Oklahoma “We are really enjoying the software. At this point we have mainly used it for identifying biomechanical problems with runners and it has been great." Dr. Jim Conway & Jeff Jankowski Oklahoma Sports Science and Orthotics

  36. AplicaçõesMedicina • Análise postural: http://www.youtube.com/watch?v=wtWliY1yQXY • SIMI motion capture applications: http://www.youtube.com/watch?v=as_cI5Kfb_g • WarriorCare: GaitLab http://www.youtube.com/watch?v=mQP9zvJ3Y1o

  37. Aplicações Jogos Medicina Cinema Militar

  38. AplicaçõesCinema • Situações impraticáveis,irreais ou perigosas para o ator • Animação

  39. AplicaçõesCinema • Titanic • Vingador do futuro (1990) • Batman and Robin • The Mummy, The Mummy Returns • Final Fantasy • LordoftheRings • King Kong • Beowulf • Incrível hulk • Avatar

  40. AplicaçõesCinema • senhor dos anéis - http://www.youtube.com/watch?v=sEyFvGXnD7g • Motion capture nos filmes • Titanic - http://www.youtube.com/watch?v=-PpV1KJ0Wsw • King Kong - http://www.youtube.com/watch?v=Y2ZBCaMuh9Q • Avatar - http://www.youtube.com/watch?v=1wK1Ixr-UmM&feature=player_embedded#!

  41. Aplicações Jogos Medicina Cinema Militar

  42. AplicaçõesMilitar • Uso tanto em treinamentos como em ações reais • Rastreamento de posição • Uso em veículos autônomos

  43. Sumário Definição Histórico Métodos e Sistemas Aplicações Nossos Protótipos Estudos Recentes Referências

  44. Nossos ProtótiposBateria virtual • Métodoóptico com marcadorespassivos • Reconhecimento de cores • Processamento2D • Uso de apenasumacâmera • Aplicaçãonaárea de lazer

  45. Nossos ProtótiposBateria virtual • Maiorliberdade de movimento • Baixocusto • Multifuncionalidades • Fácilmanuseio • Menorprocessamento • Controle do som • Diversão

  46. Nossos ProtótiposVideo-game para exercícios de fisioterapia Câmera Marcadores

  47. Nossos ProtótiposVideo-game para exercícios de fisioterapia • Métodoóptico com marcadorespassivos • Reconhecimento de cores • Processamento2D • Uso de apenasumacâmera • Aplicaçãonaárea de fisioterapia • Possibilidade de extensãopara3D

  48. Nossos ProtótiposVideo-game para exercícios de fisioterapia • Diversão • Precisão dos dados • Estímulo no tratamento • Simplicidade • Menordependência do fisioterapeuta

  49. Sumário Definição Histórico Métodos e Sistemas Aplicações Nossos Protótipos Estudos Recentes Referências

  50. Estudos RecentesGesture-Based Affective Computing on Motion Capture DataUniversity of Victoria; Wake Forest University, United States • Objetivo: treinar a máquinaparareconhecerdiferentesemoçõeshumanas • Sistema de captura de movimentos: VICON (6 câmeras e marcadores no corpo). http://www.youtube.com/watch?v=zNbzyA6D5xU

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