211service.com
Second Skin Captures Motion
Forskere ved MIT har udviklet et nyt system, der kan give en billigere og mere effektiv måde at spore bevægelse på. Systemet, kaldet Anden hud , kunne være et billigere alternativ til at skabe specialeffekter til film. Forskerne siger, at de håber, at det også vil blive brugt til at hjælpe folk med at overvåge deres egne bevægelser, så de kan praktisere fysioterapi eller perfektionere deres tai chi-bevægelser.
Kodet lys: Denne projektor udsender lysimpulser flere gange i sekundet. Disse lysimpulser opfanges af fotosensorer, som bæres af motivet, der spores.
Traditionelle sporingssystemer involverer højhastighedskameraer placeret omkring et særligt oplyst sæt. Motivet, der spores, bærer specielle markører, der reflekterer lys, der udsendes af kameraerne. Kameraerne fanger og optager det reflekterede lys flere gange i sekundet for at spore motivets bevægelse. Når systemet bruges til at lave film, konverterer softwareprogrammer og et team af animatorer dataene til en animeret figur. Disse motion-tracking-systemer kan koste op til hundredtusindvis af dollars. Alternative systemer, der bruger magneter, accelerometre eller exoskeletter, har henholdsvis behov for endnu mere omfattende opsætning og kalibrering, fejltilbøjelige eller omfangsrige og ufleksible.
I modsætning til traditionelle optiske sporingssystemer er Second Skin slet ikke afhængig af kameraer. I stedet bruger systemet billige projektorer, der kan monteres i lofter eller udendørs. Derfor kan systemet bruges inde og ude uden særlig belysning, og det koster kun et par tusinde kroner, siger Ramesh Raskar , lektor ved MITs Media Lab og hovedforsker i Second Skin sammen med kandidatstuderende Dennis Miaw.
Jeg synes, det er en banebrydende teknologi, siger Chris Bregler , en lektor i datalogi ved New York University, som arbejder på computervisionssystemer til bevægelsessporing og ikke var involveret i Second Skin-forskningen. Det lader dig lave motion capture i mange scenarier, hvor mange andre mennesker ville lave motion capture før og ikke kunne.
Små fotosensorer indlejret i almindeligt tøj registrerer bevægelser. Projektorerne udsender mønstre af nær infrarødt lys - cirka 10.000 forskellige mønstre i sekundet. Når mønstrene rammer de små fotosensorer, der er indlejret i motivets tøj, fanger fotosensorerne det kodede lys og konverterer det til et binært signal, der angiver sensorens position. Fordi lysmønstrene vil ramme sensorerne forskelligt, afhængigt af hvor de er, modtager hver sensor et unikt lysmønster. Disse mønstre optages omkring 500 gange i sekundet for hver sensor. Sensorerne sender informationen til en tynd, let mikrocontroller, som motivet bærer under hendes tøj, som derefter sender dataene tilbage til en computer via Bluetooth. Hele systemet kan koste mindre end $1.000, hvor hver fotosensor koster omkring $2, en vibrerende sensor $80, og en projektor $50. (Raskar siger, at der kræves mindst seks projektorer pr. system.) Hver fotodeektor afkoder i bund og grund sin egen indendørs placering på samme måde som GPS, siger han.
Spor og vibrer: Små fotosensorer er indlejret i det sorte stof vist ovenfor. Blå vibratorer omgiver også motivets håndled (venstre). Fotosensorerne fanger lys udsendt fra nærliggende projektorer for at bestemme positionen af motivets arm. Software sammenligner derefter den rigtige armposition (rød linje) med den ideelle armposition (gul linje). Cirklerne svarer til vibratorerne; den grønne vil vibrere for at angive den korrekte position til motivet.
Fordi hver Second Skin-sensor har et unikt ID, siger Raskar, at dette vil være mere præcist end traditionelle optiske systemer, hvor reflektorerne, som motivet bærer, ikke kan skelnes fra hinanden og kan forårsage fejl, når en reflektor krydser en anden. Desuden har Raskar vist, at systemet fungerer udenfor og i mørke.
I teorien kunne vi alt, hvad hans system kan, ved computersyn, men i praksis har vi ikke fundet en løsning endnu, siger Bregler. Med hans sensorer er det meget præcist og meget tydeligt, hvor [personen] er fra billede til billede.
For filmindustrien betyder dette potentielt, at motion tracking kan udføres på et almindeligt sæt, hvilket ville spare produktionstid og lade skuespillerne arbejde i naturlige omgivelser. Disse komplicerede systemer kommer i vejen for at forsøge at optage disse film, siger Steve Sullivan , senior teknologiofficer hos Lucasfilm's Industrielt lys og magi (ILM). Mange mennesker ser bevægelsessporing som et løst problem, men jeg tror, der er meget mere, vi kan gøre for at gøre det mere tilgængeligt for en række mennesker og mindre i vejen. ILM udviklede for nylig et særligt proprietært system af højkontrastbånd til on-set motion tracking for Pirates of the Caribbean 2 og Hombre de Hierro , men skuespillerne skal have et særligt jakkesæt på, og der kræves omfattende efterbehandling, siger Sullivan. Det er dejligt at høre, at forskere forsøger at tackle dette problem, for det er sådan et problem at skulle bryde produktionen op og optage scener og skuespillere separat på disse scener.
Jeg tror, at meget af potentialet for denne slags low-end sporingsteknologi er … mere til nye applikationer, hvor du ikke kan bruge al tiden på at gøre det perfekt, siger Michael Samme , en lektor i datalogi ved University of Wisconsin-Madison. Gleicher siger, at motion tracking bliver mere populær i videospil, der kan spore en spiller og reagere i realtid.
Forskerne har også vist, at systemet kan bruges til at hjælpe med at spore og korrigere bevægelser i en simpel tai chi-øvelse. Et sådant system inkorporerer bittesmå vibratorer, der bevæger sig, når den aktuelle position af emnets lem er ude af kurs for at indikere over for emnet behovet for selvkorrektion. På nogenlunde samme måde spekulerer forskerne i, at systemet også kan bruges til fysioterapi eller til at spore et forsøgspersons bevægelser for at forhindre fald.