モーションキャプチャーの構成

モーションキャプチャーによる簡単な解析方法と使い方の事例

２台以上のビデオカメラ

まず、モーションキャプチャーを行なうには最低２台以上のビデオカメラが必要です。
また、この２台以上のビデオカメラは、カメラ毎に独自周期の同期信号を同じくして動作させる必要があり、通常、カメラ間での同期を合わせることが可能な、同一メーカー同一機種の業務用ビデオカメラを使用します。
カメラ２台で計測ポイントが隠れてしまう場合は、３台以上のカメラを使用します。

VGAカメラ

カラーカメラ

高速度カメラ

高解像度カメラ

カメラを固定するもの（三脚など）

カメラを固定する三脚

撮影する場所を常設できない場合、或いは撮影する範囲が一定でない場合、三脚などの持ち運び可能なものを使用します。

画像入力ツール

画像入力用ＰＣＩボード

カメラの映像をパソコンに取り込むために、一般的には画像入力ボードを使用します。画像入力ボードはパソコンの拡張スロットに設置します。取り込みを行う為のソフトも必要です。通常、画像入力ボードに添付されています。
従来の画像入力システムは、画像入力ボードとタワー型ＰＣが必要で大掛かりなシステムでした。
最近ではＰＣの高速化により、ノートＰＣでの画像入力が可能となり、システムのコンパクト化、可搬性に優れたモーションキャプチャーシステムが実現しました。

反射マーカー

被写体となる動体の計測したい各ポイントに付けるマーカーです。
一般的には反射シートを張った球状のものを使います。（これは、いろいろな方向から見ても形が変わらない為です。）
この反射マーカーに、カメラの方向からライトを当てると、光が反射しマーカーが白く光って認識が行いやすくなりこの反射光の動きを取り込み計測します。
色でマーカーを判別したい場合はカラーマーカーを使います。
カラーカメラでモーションキャプチャーを行う場合には使用可能です。

反射マーカー

カラーマーカー

ライト

被写体を明るく写す為だけでなく、反射マーカーを光らせる為にカメラの方向からライトを当てます。カメラの方向からライトが当たると、反射マーカーの光はカメラの方向に帰って来るので、映像の中でマーカーがピカッと光って白く写ります。

赤外線照明

可視光照明

キャリブレーションツール

計測しようとする３次元の空間を２台以上のカメラから見た場合、どのようにカメラに写るのかを計測するためのツールです。
３次元計測空間の基準となるローカル座標を求めるためのものとなり、通常、マーカーを取り付けた棒状のものや、大空間の場合はつり下げタイプ、３０ｃｍ程度の小空間の場合はキュービック型などを用います。大空間キャリブレ－ションに使用する２つのマーカーが付いた棒(ワンド)で、歪み補正を含めたキャリブレーションも可能です。それぞれの計測空間の大きさに適したサイズが可能です。

キャリブレーション格子グリッド

キャリブレーションポールタイプ

３次元座標計測ソフト

パソコンに取り込まれた画像から、マーカーを自動計測し、３次元座標値を求めるソフトです。

３次元解析ソフト

３次元座標計測ソフトで求められた３次元座標を元に、計測点の速度や距離などのデータを算出するソフトです。
解析ソフトには結果表示機能も含まれていて、人間の動く様子をアニメーション表示する事ができます。
３次元座標計測ソフトと一体型になっている場合が殆どです。

コンピューター

計測画像を取り込んだり、画像を計測、解析するためのパソコンです。