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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:王俊仁
研究生(外文):Jun Ren Wang
論文名稱:三個CCD攝影機動作擷取系統之實作
論文名稱(外文):An Implementation of Motion Capture Using Three CCD Cameras
指導教授:何宏發何宏發引用關係謝澄漢謝澄漢引用關係
指導教授(外文):Hong Fa HeCheng Han Xie
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣師範大學
系所名稱:工業教育研究所
學門:教育學門
學類:專業科目教育學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:103
中文關鍵詞:動作擷取系統虛擬人物
外文關鍵詞:Motion Capture SystemVirtual Human
相關次數:
  • 被引用被引用:4
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由於電腦3D影像技術的快速進步,已可利用電腦來製作出一個可在3度虛擬空間中移動的虛擬人物,然而虛擬人物的動作光靠人工手調來製作如歌手歌唱、舞蹈等動作,幾乎是不可行的,因為需花費龐大的時間人力成本,且仍無法非常的接近真實人物的動作。若是透過動作擷取系統(Motion Capture System)(或稱為動態擷取系統)拍攝真實演員的動作,並將其套用至虛擬人物上,則可以使虛擬人物的動作有如真實人體的動作一般的靈活。目前國內已有電腦動畫公司購置來製作人物動畫,購買系統所須花費的成本非常高,因此本研究乃發展一套較低成本使用三個攝影機與色球辨識的動作擷取系統。
本研究提出的人體3D動作擷取方法為在環形黑色的布幕背景中,拍攝演員的動作,演員的身上須穿著黑色衣服,在身上的12個關節點上放上彩色球。用3台CCD拍攝演員的動作,以解決部份關節點在移動時拍攝不到的問題,並將拍攝到的關節點的位置,使用本研究提出的修正曲線與計算方法,計算各關節點三度空間中移動的座標,再利用關節點之間的座標關係產生動作擷取檔 — CSM (Character Studio Motion)格式的檔案,以利在3D軟體上展示,如3ds max 4軟體,而Character Studio是專業製作兩足角色動畫的工具軟體,是屬於3ds max 4的Plug-In軟體。
本研究已製作出只使用3台PC與3台CCD攝影機,加上自製軟體,可將所拍攝之演員連續動作套用至3ds max 4軟體的虛擬人物上,做出和演員相同的動作。
Because of aggressive virtual characters progressing of 3D image technology, which produce virtual humans, can move in 3D virtual space. But it is impossible to use a mouse to control virtual human to sing songs or dance. It costs a lot of time and doesn’t look like the real human motion. Using the motion capture system to capture a real actor''s motion makes a virtual human motion look like a real human motion.
Now, some computer animation companies have bought the motion capture system to produce the human animation. But the cost of such motion capture system is very expensive; therefore, we have developed a motion capture system that customers can have at low price.
In this study, the method, which captures the human motion in 3D space, uses black fabric to be the background, and the actor has to wear black cloth and then put color balls on 12 body joints. Using three CCD cameras to capture an actor’s motion can solve the missing joints problem when one camera can’t picture the body motion which is partly blocked whiling moving.
In this study, we have developed the method to recognize the 12 color balls, to calculate the 12 joints 3D position data by the pictures which are captured by the three CCD cameras, and we have developed the method to calculate the 12 joints 3D position data to CSM (Character Studio Motion) format. So we can demonstrate the 3D virtual human motion on 3D software, such as 3ds max4 software.
The method uses 3 personal computers and 3 CCD cameras only, the installed 3D software, and it combines the pictures on the cameras with virtual humans on the 3D software. It imitates the actor’s motion virtually.
中文摘要
英文摘要
第一章 緒論
第一節 研究背景與動機
第二節 研究目的
第三節 研究範圍與限制
第四節 研究方法與步驟
第五節 重要名詞解釋
第二章 文獻探討
第一節 Motion Capture System感測方式
第二節 運用二維相片組構三維臉像
第三節 從影像序列建構虛擬實境中的人體動作
第四節 利用視訊計算技術來建構虛擬人的HIVE編解碼
第五節 顏色分析觀念,彩色原理
第三章 研究方法
第一節 從影像中取得六種顏色色塊
第二節 去除雜訊
第三節 經由色塊分辨演員之關節點
第四節 由三台CCD求得關節點之相對三維座標
第五節 3D虛擬人物動作之呈現
第六節 演員連續動作之處理
第七節 將關節座標轉換成CSM格式檔案
第四章 實驗、結果與討論
第一節 顏色色塊辨識的問題
第二節 分辨演員關節點之結果與討論
第三節 取得三維座標之誤差比較
第四節 虛擬人物與實際演員動作之比較表
第五章 軟體說明書
第六章 結論與建議
第一節 研究發現
第二節 討論
第三節 結論
第四節 建議
參考文獻
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