[发明专利]一种基于外骨骼技术的动作采集系统及其方法

权利要求书

1.一种基于外骨骼技术的动作采集系统，其特征在于，包括：

外骨骼模型搭建装置，用于根据演员的身高体型，制作匹配的外骨骼模型；

外骨骼模型装置，用于提供给演员穿戴，并捕捉演员的肢体动作；

动画工作站，用于创建三维角色模型并通过外骨骼模型装置捕捉的肢体动作驱动三维角色模型。

2.根据权利要求1所述的基于外骨骼技术的动作采集系统，其特征在于，所述外骨骼模型搭建装置还包括：

身高体型测量装置，用于测量演员的身高、三围和四肢长度数据；

外骨骼三维模型模块，用于根据测量数据建立外骨骼三维模型；

三维打印站，用于根据外骨骼三维模型，打印出实体外骨骼模型。

3.根据权利要求1所述的基于外骨骼技术的动作采集系统，其特征在于，所述外骨骼模型装置还包括：

压力传感器，用于测量演员各关节间的施加的压力数值；

旋转传感器，用于测量演员关节和手指的弯曲角度。

4.根据权利要求1所述的基于外骨骼技术的动作采集系统，其特征在于，所述动画工作站还包括：

三维角色模块，用于创建三维角色模型；

关联匹配模块，用于与外骨骼模型装置进行实时关联，实现外骨骼模型装置对三维角色模型的实时驱动。

5.根据权利要求4所述的基于外骨骼技术的动作采集系统，其特征在于，所述关联匹配模块还包括：

碰撞模拟模块，用于外骨骼模型装置输出的动作姿态，执行三维角色模型碰撞模拟，包括三维角色模型身体部位之间以及三维角色模型之间。

6.根据权利要求1所述的基于外骨骼技术的动作采集系统，其特征在于，所述动画工作站还包括：

虚拟场景绘制模块，用于绘制三维虚拟场景；

渲染模块，用于将三维虚拟场景与三维角色模型合并渲染，获得整体的三维画面。

7.根据权利要求1所述的基于外骨骼技术的动作采集系统，其特征在于，所述外骨骼模型装置包括外骨骼和设置于外骨骼内部的控制电路板，所述控制电路板上设置有用于控制外骨骼伸缩的控制单元，所述外骨骼在关节连接处为活动连接。

8.根据权利要求1所述的基于外骨骼技术的动作采集系统，其特征在于，还包括面部特征采集模块，用于捕捉演员面部表情，并与动画工作站实时传输数据。

9.一种应用权利要求1-8任一所述的基于外骨骼技术的动作采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

测量演员的身高体型，根据对应数据制作匹配的外骨骼模型；

三维打印站根据外骨骼模型打印外骨骼，并为外骨骼模型安装压力传感器和旋转传感器；

演员穿戴外骨骼模型装置，执行动作捕捉，外骨骼模型装置将捕捉的动作通过数据传输给动画工作站；

动画工作站使用三维软件建立三维角色模型，并调用关联匹配模块，将外骨骼模型装置发送的动作姿态与三维角色完成绑定，完成演员的动作采集并对三维角色执行实时驱动。

10.根据权利要求9所述的基于外骨骼技术的动作采集方法，其特征在于，所述使用三维软件建立三维角色模型具体包括以下步骤：

根据人体骨骼特征，创建各个骨骼关节和骨骼；

根据人体骨骼树形机构，定义人体骨骼关节约束映射表和人体骨骼对应的关节映射表；

根据映射关系表进行三维人体骨骼的搭建；

对三维人体骨骼执行蒙皮渲染，得到三维角色模型。