監修:兼松エアロスペース株式会社
モーションキャプチャシステムとは
モーションキャプチャシステムとは、動作をリアルタイムで捉えてデジタル形式に変換する装置です。
光学センサーやカメラまたはセンサースーツなどのデバイスを使用して、人間や動物の動きをリアルタイムで追跡します。キャプチャされたデータはコンピューターグラフィックスやアニメーションに使用され、リアルな動きや挙動を再現することが可能です。従来の手描きアニメーションに比べて、より迅速に映像を制作することが可能です。
モーションキャプチャシステムの使用用途
モーションキャプチャシステムは様々な用途で使用されます。以下はその一例です。
1. エンターテイメント
モーションキャプチャシステムはアニメーションや特殊効果の制作に広く使用されます。演者がモーションキャプチャスーツを着用し、動きや表情をキャプチャーすることで、CGキャラクターの動きをリアルに再現することが可能です。また、ビデオゲームのキャラクターの動作やアクションを実際の人間の動きから取り込むことで、より没入感のあるゲームを制作することもできます。
2. スポーツ
スポーツ選手の動作を高精度にキャプチャーして解析することで、技術の改善点やパフォーマンスの向上策を見つける際に使用します。例えば、野球のピッチングフォームやサッカーのキックなどが対象です。選手が自分の動きをモニタリングし、フィードバックを受けることで、トレーニングプログラムを最適化します。
3. 医療
医療分野ではモーションキャプチャシステムが患者の運動能力や姿勢の評価に使用されます。特に、脳卒中や神経障害などのリハビリテーションプログラムの進行をモニタリングする際に有用です。リハビリ患者においては、自分の動きをリアルタイムで観察し、理想的な動作に近づくためのフィードバックを受けることができます。
4. 芸術
モーションキャプチャシステムによってダンサーや俳優の動きを捉え、演出や振付の改善に活用されます。躍動感のある動きや表現を追求することで、パフォーマンスのクオリティを向上させます。また、アーティストが身体の動きをデジタルアートに変換し、新しい形態のパフォーマンスアートの創造にも利用されます。
モーションキャプチャシステムの原理
モーションキャプチャシステムは被写体の動きを捉えるためのデータを収集します。カメラやセンサー、または特殊なスーツなどを介して取得されることが多いです。収集されたデータはコンピューターで処理し、被写体の動きを3次元空間内で再構築することが可能になります。
また、マーカーやセンサースーツなど、様々なデバイスで取得したデータを必要に応じて統合します。 これにより、複数の手法で観測するデータを同時に取得することが可能です。
また、多くの製品ではリアルタイムでフィードバックをうけることができます。これにより、被写体となる人が自分の動きを視覚的に確認し、必要に応じて修正することが可能です。最終的に収集されたデータは解釈され、さまざまな目的に活用されます。
モーションキャプチャシステムの種類
モーションキャプチャシステムは動作の取得方法に応じて以下のような種類が存在します。
1. 光学システム
光学システムは複数のカメラが被写体を異なる角度から同時に撮影し、そのデータを統合して被写体の動きを計測するシステムです。これにより、被写体の動きやポーズを3次元空間で高精度に再構築できます。研究室などの整備された環境での使用に適しており、スポーツ解析や医療研究などの分野で広く活用されます。
・マーカーベースシステム
マーカーベースシステムは被写体にマーカーを取り付け、カメラやセンサーで追跡することで動きを計測するシステムです。マーカーは反射性の素材やLEDライトで構成されます。この方法は高い精度と信頼性を提供しますが、マーカーを取り付ける必要があります。
・マーカーレスシステム
マーカーレスシステムは被写体にマーカーを取り付ける必要がなく、カメラやセンサーが被写体の動きや特徴を直接追跡するシステムです。被写体へ取り付けるマーカーを用意する必要がない点が特徴です。リアルタイムのボディトラッキングやジェスチャー認識に広く使用されています。
2. 慣性式 (センサースーツシステム)
センサースーツシステムは被写体が身に着けたセンサーが身体の動きや姿勢を計測するシステムです。これにより、被写体が自然な動きで自由に移動することが可能であり、精度と信頼性にも優れています。舞台やスタジオでのパフォーマンスやスポーツなど、様々な分野で活用されます。
3. 機械式
機械式はポテンショメータ、エンコーダといった機械的に回転角や変位を測定するセンサーを利用して各関節角等の計測を行います。
4. 磁気式
磁気式は磁場発生源、磁気センサーを利用し、磁気センサーが磁場発生源から読み取った磁界の強さと方向を測定し計測を行います。光学システムと比べると死角が少なく、細かい指の動きの計測にも使用可能です。医療や研究機関など、様々な分野で活用されます。
本記事はモーションキャプチャシステムを販売する兼松エアロスペース株式会社様に監修を頂きました。
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