三维位置传感

新年前夜参加的化妆舞会，碰到一位电影学院的学生，他的专业是三维特技制作，我因为之前做过三维造型，尤其是用3D Studio做过类似的工作，所以聊了一下发现很能聊到一起去，其实我对电影特技的虚拟现实特技的实现细节并不是很清楚，这也是正好一个机会如何制作特技效果，谈话很深入，小伙子的专业知识很系统全面，看得出来是喜欢这个方面的人，其中谈到从过三维空间的位置传感装置让我还回忆起当年在Monash Uni的全尺寸风洞中用到的一种监视自行车上比赛的动作的位置跟踪器，这两天由于阿凡达引起的3D热议让我又仔细的思索了一下这个三维位置传感系统和应用，这里就随便扯一下。

近年来随着技术的发展，跟踪人类的动作设备和传感器越来越多，无论是手机上还是Wii上用的重力和移动传感器还是机器人系统中所用的视觉，听觉传感器都有极大的发展，而虚拟现实所要模拟的就是人类的几个主体感觉器官的交互过程，其中最重要的是视觉，其实电脑的屏幕已经是一个非常成熟而成功的产品，其次是身体所有部位的动作，包括移动的方向和速度等，这些的跟踪都离不开三维位置传感系统，而这个系统的性能直接影响到其应用范围和方式。

现在用的比较多的是一种称之为“惯性动态传感器”的设备，它包包括陀螺，加速计和磁力计。它可以感应绕3轴的旋转，通过复杂的算法来计算横滚俯仰和航向，然后通过时间计算在空间中的相对位置，进而通过原始坐标找到绝对位置的一种方式，Wii，iPhone等用的都是这种装置，这种方式好在不需要全方位的三维监测系统，缺点是真正的位置数据是有计算误差的，而且也取决于传感器内部的精度等等。。

另一种方式就是需要全方位的三维监测系统，根据测量物体的特性，选用不同的测试载体，例如 光，微波，超声波，电磁波和其他的任何能够发散和准确定位的方式，其中光的应用作为普遍和广泛，在黑色背景下跟踪光点的轨迹或者通过电磁感应，或者通过超声波的定位特性等都可以来定位和监测物体的运动，这种方式的优点是速度快，监测准确，缺点是需要全方位监测系统，这样就增加了很多限制，另外就是昂贵，如果是监视大型物体，那么全方位监测该多大啊。

说了那么多原理，现在说一下应用，主要考虑用在三维特技上已经很成熟了，偶的想法是如果有成熟便宜准确的系统，那么是否能够通过这个系统开发出廉价的自我运动培训系统，举个羽毛球的例子，如果把教练交给大家的标准动作通过三维监控系统跟踪，在电脑上形成标准动作系列，然后运动员看过录像后自己穿上自我运动系统的传感服装，做训练，然后数据传入电脑，自动跟三维系统中的标准动作做对比，然后立刻反馈，让运动员随时可以纠正，达到标准的训练目的，这样就等于省了一个教练啊，光是想想就让人激动，哈哈哈。。