采用的慣性動(dòng)作捕捉技術(shù)與基于攝像機(jī)的光學(xué)追蹤系統(tǒng)方式技術(shù)完全不同。慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)包括多個(gè)無(wú)線運(yùn)動(dòng)傳感設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)連接到被安裝到捕捉人的身體上。每個(gè)傳感器可以直接測(cè)量三維轉(zhuǎn)動(dòng)量以及加速度。采用攝像機(jī)的動(dòng)作追蹤系統(tǒng)需要三個(gè)標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)量，而慣性系統(tǒng)僅需要在骨骼上采用單個(gè)傳感器就可以完成轉(zhuǎn)動(dòng)量的測(cè)量。

每個(gè)慣性傳感器測(cè)量單元包含陀螺儀、加速度計(jì)、磁傳感器以及數(shù)字信號(hào)處理器，加速度測(cè)量重力向量獲得roll、pitch參考量，磁傳感器通過(guò)地磁測(cè)量獲得yaw的參考方向，通過(guò)采用陀螺儀傳感器對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測(cè)量得到動(dòng)作捕捉數(shù)據(jù)（所以慣性動(dòng)作捕捉也被稱(chēng)作陀螺儀動(dòng)作捕捉系統(tǒng)），通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)所有的傳感器信息的數(shù)據(jù)融合（sensor fusion），以獲得精確、穩(wěn)定的動(dòng)作捕捉數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)安裝便捷性

慣性傳感器設(shè)備被內(nèi)置在萊卡材質(zhì)中的緊身衣中，捕捉演員穿上衣服就可以進(jìn)行動(dòng)作捕捉，沒(méi)有場(chǎng)地施工的需求，從收到設(shè)備到進(jìn)行捕捉，在僅僅的15分鐘內(nèi)就可以完成安裝與校準(zhǔn)，非常方便。由于輸出的數(shù)據(jù)就是直接的動(dòng)作捕捉數(shù)據(jù)，無(wú)需進(jìn)行二次處理，可以直接與第三方軟件集成，實(shí)時(shí)顯示看到最終的捕捉結(jié)果。

精度

動(dòng)作捕捉的測(cè)量精度取決于運(yùn)動(dòng)速度的快慢以及地磁場(chǎng)受干擾的程度。一般的應(yīng)用中其測(cè)量精度可以達(dá)到1度以?xún)?nèi)，皮膚和骨骼之間的滑動(dòng)導(dǎo)致的測(cè)量誤差錯(cuò)誤在其他技術(shù)中存在的問(wèn)題，在慣性測(cè)量系統(tǒng)中依舊存在，但是由于慣性傳感器采用彈力帶綁定在人體上，在身體骨骼比較明顯的人體上進(jìn)行測(cè)量，可以在一定程度上最大的減少誤差。

采樣率

采用慣性技術(shù)雖然能夠獲得100Hz的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，盡管比采用攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)系統(tǒng)1000Hz低很多，但是其測(cè)量的加速度和角速度是直接量，無(wú)需計(jì)算獲得，所以獲得的100Hz更新率數(shù)據(jù)價(jià)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于攝像機(jī)獲得的高采樣率數(shù)據(jù)，由于慣性系統(tǒng)獲得的100Hz數(shù)據(jù)是有效的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，使得動(dòng)作捕捉數(shù)據(jù)更加流程，減少了冗余數(shù)據(jù)的處理，減小了后期處理時(shí)間。

人體模型的定制

慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)為人體的動(dòng)作捕捉設(shè)計(jì)的，提供的是17個(gè)關(guān)節(jié)的構(gòu)成的人體模型，可以根據(jù)需要增加傳感器數(shù)量，獲得更多的自由度測(cè)量，以及更加流暢的動(dòng)畫(huà)效果，并且通過(guò)引入非人體的動(dòng)物模型，可以完成實(shí)現(xiàn)非人體的動(dòng)物模型的動(dòng)作捕捉，例如貓、狗與馬等的動(dòng)作捕捉。

動(dòng)力學(xué)參數(shù)

慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)可以直接獲得加速度與角速度量，非常適合計(jì)算生物力學(xué)量。

標(biāo)記遮擋和不匹配

慣性動(dòng)作捕捉系統(tǒng)用來(lái)測(cè)量的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)取決于地心引力與地磁場(chǎng)指向，所以標(biāo)記點(diǎn)的遮擋問(wèn)題不存在，由于每一個(gè)傳感器具有唯一的ID標(biāo)識(shí)的安裝位置，所以測(cè)量點(diǎn)的不匹配也不會(huì)出現(xiàn)。但是，由于工作場(chǎng)地內(nèi)的鐵磁性材料的影響會(huì)導(dǎo)致地磁場(chǎng)出現(xiàn)畸變，這樣會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差出現(xiàn)。

校準(zhǔn)

慣性系統(tǒng)的校準(zhǔn)是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的過(guò)程，最基本的校準(zhǔn)只需要捕捉人進(jìn)行T-Pose站立即可，標(biāo)定的時(shí)間不到20秒就可以完成。

慣性運(yùn)動(dòng)追蹤系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• 沒(méi)有使用空間的限制
• 測(cè)量的加速度和角速度非常精準(zhǔn)
• 快速的進(jìn)行安裝部署
• 沒(méi)有光點(diǎn)遮擋和丟失的問(wèn)題
• 人體動(dòng)作的動(dòng)態(tài)性非常好
• 成本低

   

  缺點(diǎn)：

• 由于測(cè)量的模型與真實(shí)人體的差距，獲得絕對(duì)的位置數(shù)據(jù)非常困難，需要借助其他輔助手段
• 容易受到外界磁場(chǎng)干擾
• 傳感器會(huì)由于安裝的不牢固導(dǎo)致誤差

   

  主要代表品牌

  Xsens、3D Suit、Animazoo IGS、Measurand Gypsy 等等。