动作捕捉原理探究
动捕技术原理
动捕技术原理动捕技术，即运动捕捉技术，是一种通过传感器捕捉人体动作，并将其转化为数字信号的技术。
它主要应用于电影特效、游戏开发、体育训练等领域。
在动捕技术中，有许多不同的原理和方法，下面将介绍其中一些常见的原理。
1. 传感器原理动捕技术的核心是传感器。
传感器可以是惯性传感器、视觉传感器、电磁传感器等。
惯性传感器通过检测物体的加速度和角速度来捕捉动作，视觉传感器则利用摄像头拍摄物体的运动轨迹，电磁传感器则通过电磁场来检测物体的位置和运动。
2. 标记点原理在动捕技术中，常用的方法是在人体的关节处贴上标记点，通过追踪这些标记点的位置来捕捉动作。
这种方法可以准确地记录人体的运动轨迹，但需要在标记点上花费一定的时间和精力。
3. 模型匹配原理另一种常见的动捕技术原理是模型匹配。
通过预先建立一个人体模型，然后将实际捕捉到的动作与模型进行匹配，从而得到人体的运动轨迹。
这种方法可以减少对标记点的依赖，但需要更复杂的算法来实现模型和实际动作的匹配。
4. 数据融合原理动捕技术还可以通过数据融合的方式来提高捕捉精度。
将不同传感器捕捉到的数据进行融合，可以得到更准确的人体运动轨迹。
这种方法可以克服单一传感器的局限性，提高动作捕捉的准确度和稳定性。
5. 实时反馈原理在一些需要实时反馈的应用中，动捕技术可以通过快速捕捉和处理数据，实现实时的动作跟踪和分析。
这种原理可以应用于体育训练、虚拟现实等领域，为用户提供即时的反馈和指导。
总的来说，动捕技术的原理多种多样，各有特点，可以根据具体的应用场景选择合适的方法。
无论是传感器原理、标记点原理、模型匹配原理、数据融合原理还是实时反馈原理，都是为了实现对人体运动的准确捕捉和分析。
随着技术的不断进步，动捕技术在电影、游戏、体育等领域的应用也将更加广泛和深入。
面向智能体育训练的运动动作捕捉与分析技术研究
面向智能体育训练的运动动作捕捉与分析技术研究随着科技的快速发展，智能体育训练成为越来越多运动爱好者和专业运动员追求的目标。
运动动作捕捉和分析技术作为智能体育训练的重要基础技术，具有广阔的应用前景。
本文将围绕面向智能体育训练的运动动作捕捉与分析技术展开研究，探讨其原理、应用和挑战。
一、运动动作捕捉技术的原理与方法1. 光学运动捕捉技术光学运动捕捉技术是目前应用最广泛的一种捕捉技术。
它通过摄像机系统捕捉运动员的动作，利用计算机算法对图像进行分析和处理，进而获得运动员的关节角度和运动轨迹等数据。
其中，常用的方法包括多相机系统、红外摄像机和深度相机等。
2. 惯性测量单元（IMU）技术IMU技术是一种基于惯性传感器的运动捕捉技术，通过加速度计和陀螺仪等传感器实时采集运动员的姿态和动作信息。
相比于光学技术，IMU技术具有成本低、无需大量设备和空间限制等优点，适合应用于室内和室外环境。
3. 传感器融合技术传感器融合技术将光学捕捉技术和IMU技术进行融合，充分发挥各自的优势，提高运动捕捉的精度和稳定性。
通过采集不同类型传感器的数据，利用融合算法实时计算出准确的运动参数，为智能体育训练提供更准确、可靠的数据支持。
二、运动动作分析技术的应用1. 运动技能评估运动动作捕捉与分析技术能够对运动员的动作进行客观评估，提供运动技能的定量指标，帮助运动员快速发现和改善技术问题，提高训练效果。
通过实时监控和反馈，智能体育训练系统可以针对运动员的个性化需求进行差异化训练，并及时调整训练计划。
2. 运动损伤预防运动损伤是体育训练过程中常见的问题。
利用运动动作捕捉与分析技术，可以监测运动员的姿势和动作，及时发现潜在的运动损伤风险，并通过实时提醒和指导来帮助运动员纠正不良动作习惯，减少运动损伤的发生。
3. 运动技术模拟和比对利用运动动作捕捉与分析技术，可以将专业运动员的动作数据进行模拟和生成，帮助普通运动爱好者快速学习和掌握正确的运动技巧。
数字娱乐中的动作捕捉技术
数字娱乐中的动作捕捉技术动作捕捉技术（Motion Capture，简称MoCap）是一种将人体动作转化为数字化数据的技术，已广泛应用于数字娱乐领域。
本文将介绍数字娱乐中的动作捕捉技术的基本原理、应用场景以及对数字娱乐领域的影响。
一、动作捕捉技术的基本原理动作捕捉技术通过使用传感器记录人体在运动过程中的细微动作，然后将这些数据转化为数字化信息。
它通常使用高速摄像机、惯性传感器或反射式球等设备来记录动作，再由计算机软件通过算法进行处理。
在动作捕捉技术中，最常用的是光学动作捕捉技术。
该技术使用多台高速摄像机捕捉运动对象身上粘贴的反射式球标记，并通过对球的位置进行跟踪和计算，准确还原出人体的运动轨迹。
这种技术具有高精度和精细度的特点，可实时捕捉人体动作。
二、动作捕捉技术在数字娱乐中的应用1. 电影制作：动作捕捉技术广泛应用于电影制作中，特别是在动画和特效领域。
通过将演员或运动员的动作捕捉下来，可以准确还原出真实的、生动的人体动作，使得电影中的虚拟角色更加逼真和自然。
2. 游戏开发：动作捕捉技术在游戏开发中起到了至关重要的作用。
通过使用动作捕捉技术，游戏中的角色能够根据玩家的动作进行实时反应，增强了游戏的互动性和沉浸感。
3. 舞台剧和表演：动作捕捉技术也被广泛应用于舞台剧和表演领域。
演员的动作可以通过动作捕捉技术进行实时录制和分析，从而改善表演效果，提高观众的体验。
4. 运动分析与训练：动作捕捉技术对于运动员训练和分析也有很大的帮助。
运动员的动作可以通过动作捕捉技术进行详细地记录和分析，从而找出潜在问题，改善技术水平。
三、数字娱乐领域中动作捕捉技术的影响动作捕捉技术的广泛应用对数字娱乐领域产生了重大影响。
它不仅使得数字娱乐作品更加真实和生动，同时也提高了制作效率。
首先，动作捕捉技术使得数字娱乐作品的人物动作更加真实。
通过真实的动作捕捉，角色的运动和表情更贴近现实，与观众产生更强的共鸣，增强了作品的观赏性和感染力。
动作捕捉技术原理探究
新生研讨课报告题目：动作捕捉技术原理探究院（系）计算机科学与技术学院专业计算机类学生学号班号指导教师日期2017.4动作捕捉技术一．动作捕捉技术及背景◆动作捕捉动作捕捉英文Motion capture,简称Mocap。
技术涉及尺寸测量、物理空间里物体的定位及方位测定等方面可以由计算机直接理解处理的数据。
在运动物体的关键部位设置跟踪器，由Motion capture系统捕捉跟踪器位置，再经过计算机处理后得到三维空间坐标的数据。
当数据被计算机识别后，可以应用在动画制作，步态分析，生物力学，人机工程等领域。
2012年由詹姆斯·卡梅隆导演的电影《阿凡达》全程运用动作捕捉技术完成，实现动作捕捉技术在电影中的完美结合，具有里程碑式的意义。
[1]其他运用动作捕捉技术拍摄的著名电影角色还有《猩球崛起》中的猩猩之王凯撒，以及动画《指环王》系列中的古鲁姆，都为动作捕捉大师安迪·瑟金斯饰演[2]。
2014年8月14日，由梦工厂制作的全息动作捕捉动画电影《驯龙高手2》在中国大陆上映。
除了电影之外，动作捕捉在游戏领域也应用的极为广泛，诸如《光晕：致远星》、《神鬼寓言3》、《全面战争：幕府将军2》、《狙击精英V2》等主机游戏都应用了动作捕捉技术。
◆背景动作捕捉的起源普遍被认为是费舍尔（Fleischer）在1915年发明的影像描摹（rotoscope）。
这是一个在动画片制作中产生出的一种技术。
艺术家通过精细的描绘播放给他们的真人录影片段当中的每一帧静态画面来模拟出动画人物在虚拟世界中的具备真实感的表演。
这个过程本身是枯燥乏味的。
但是对于这些动画师来说，幸运且具有纪念意义的是，1983年麻省理工学院（MIT）研发出了一套图形牵线木偶。
这套系统使用了早期的光学动作捕捉系统，叫做“Op-Eye”，它依赖于一系列的发光二极管，通过制定动作，来生成动画脚本（Sturman,1999）。
本质上，这个牵线木偶充当了第一套“动作捕捉服装”。
3D动作捕捉的工作原理是什么？
3D动作捕捉的工作原理是什么？动作捕捉可以将演员的动作转换到数字角色上。
使用追踪摄影机的捕捉系统（无论有无追踪标记）都可以被称为是“光学捕捉”，而测量惯性或者机械动作的系统就叫做“非光学”。
后者的一个例子是SethRogan在《保罗》中扮演外星人时使用的XSensMVN惯性捕捉套装。
最近也出现了一些其他的动作捕捉技术，例如LeapMotion的手指追踪深度摄影系统和MYO腕带，后者能够检测出手臂和手腕的肌肉活动。
Google的ProjectTango 主要用于测绘，但它也配有类似于Kinect的深度传感器，所以它也有进行动作捕捉的能力。
光学系统通过位置标记或者3D特征的追踪来工作，然后将收集到的数据组合成演员大概的动作。
主动的系统会使用会发光或者闪烁的标记，而被动的系统会使用不会发光的物体，比如说白球或者绘制的点（后者通常用于脸部捕捉）。
无标记的系统会使用动作匹配软件的算法来追踪独特的特征，例如演员的服装或者鼻子，无需追踪标记。
动作在经过捕捉之后会使用AutodeskMotionBuilder这样的软件映射到一副虚拟的动画角色“骨骼”上面。
这样做出来的动画角色就像是真实的演员一样。
在捕捉的过程中很难预计演员的动作转换到动画角色上的效果，所以经常会用到JamesCameron为《阿凡达》开发的“虚拟拍摄”（virtualcinematography）技术。
简单来说这就是实时显示演员对应的数字角色（在虚拟场景），这样的话导演就可以看到动画角色的粗略“表演”。
这种技术需要大量的计算，但是现在的计算机和显卡的计算速度足以胜任这项工作。
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动作捕捉技术原理探究
动作捕捉技术原理探究新生研讨课报告题目：动作捕捉技术原理探究院（系）计算机科学与技术学院专业计算机类学生学号班号指导教师日期2017.4动作捕捉技术一．动作捕捉技术及背景◆动作捕捉动作捕捉英文Motion capture,简称Mocap。
技术涉及尺寸测量、物理空间里物体的定位及方位测定等方面可以由计算机直接理解处理的数据。
在运动物体的关键部位设置跟踪器，由Motion capture系统捕捉跟踪器位置，再经过计算机处理后得到三维空间坐标的数据。
当数据被计算机识别后，可以应用在动画制作，步态分析，生物力学，人机工程等领域。
2012年由詹姆斯·卡梅隆导演的电影《阿凡达》全程运用动作捕捉技术完成，实现动作捕捉技术在电影中的完美结合，具有里程碑式的意义。
[1]其他运用动作捕捉技术拍摄的著名电影角色还有《猩球崛起》中的猩猩之王凯撒，以及动画《指环王》系列中的古鲁姆，都为动作捕捉大师安迪·瑟金斯饰演[2]。
2014年8月14日，由梦工厂制作的全息动作捕捉动画电影《驯龙高手2》在中国大陆上映。
除了电影之外，动作捕捉在游戏领域也应用的极为广泛，诸如《光晕：致远星》、《神鬼寓言3》、《全面战争：幕府将军2》、《狙击精英V2》等主机游戏都应用了动作捕捉技术。
◆背景动作捕捉的起源普遍被认为是费舍尔（Fleischer）在1915年发明的影像描摹（rotoscope）。
这是一个在动画片制作中产生出的一种技术。
艺术家通过精细的描绘播放给他们的真人录影片段当中的每一帧静态画面来模拟出动画人物在虚拟世界中的具备真实感的表演。
这个过程本身是枯燥乏味的。
但是对于这些动画师来说，幸运且具有纪念意义的是，1983年麻省理工学院（MIT）研发出了一套图形牵线木偶。
这套系统使用了早期的光学动作捕捉系统，叫做“Op-Eye”，它依赖于一系列的发光二极管，通过制定动作，来生成动画脚本（Sturman,1999）。
本质上，这个牵线木偶充当了第一套“动作捕捉服装”。
电影制作动作捕捉技术在电影特效制作中的应用
电影制作动作捕捉技术在电影特效制作中的应用电影是现代文化的重要组成部分，而电影特效制作则是电影工业中至关重要的一环。
近年来，随着科技的不断发展，动作捕捉技术在电影特效制作中扮演着越来越重要的角色。
本文将探讨电影制作动作捕捉技术在电影特效制作中的应用，并分析其对电影制作的影响。
一、动作捕捉技术的定义和原理动作捕捉技术是一种将真实世界的运动数据捕捉并映射到虚拟角色或物体上的技术。
它通过使用传感器、摄像头和计算机图形学等装置来记录演员或物体的运动轨迹和动作。
随后，这些数据将被传输到计算机程序中，由程序生成虚拟角色的动画。
二、动作捕捉技术在电影特效制作中的应用1. 虚拟角色动画制作：传统的动画制作需要由动画师逐帧绘制，费时费力。
而使用动作捕捉技术，演员的动作能够直接被捕捉到，可以更好地还原真实的动作，并且能够更加高效地制作大量复杂的动画特效。
2. 角色动态表情制作：除了身体动作，脸部表情对于角色的塑造也非常重要。
动作捕捉技术可以精确捕捉演员的脸部表情，使得虚拟角色的表情更加真实自然。
3. 特殊效果制作：动作捕捉技术也可以应用于特殊效果的制作中。
例如，通过捕捉真实演员的动作，可以更加准确地模拟出破碎、爆炸等特殊效果，使得电影场景更加震撼和逼真。
4. 动态相机技术：动作捕捉技术不仅可以应用于角色的动作捕捉，还可以应用于摄影机的运动捕捉。
通过捕捉摄影机的运动，可以更好地控制镜头的运动轨迹，使得电影画面更加流畅和有节奏感。
三、动作捕捉技术对电影制作的影响1. 提高制作效率：传统的动画制作需要耗费大量的时间和人力资源，而动作捕捉技术可以有效地提高制作效率，节省制作时间和成本。
2. 提升电影质量：动作捕捉技术可以还原真实的动作和表情，使得虚拟角色更加真实自然。
这样可以提升电影的观赏体验，提高电影的质量。
3. 拓展创作空间：动作捕捉技术可以实现一些传统手绘等传统技术无法实现的效果，为电影制作带来更多的创作空间和可能性。
实验六 动作捕捉系统实验
实验六动作捕捉系统实验一、实验目的通过动作捕捉实验，熟练运用运动作捕捉系统获取作业过程中的人体参数并进行分析处理，学会对作业者在作业过程中的工作姿态的评价和分析。
二、实验说明不良的作业姿势与不当的受力/施力状态已成为工人疲劳、肌肉骨骼职业疾病的重要原因。
传统的观察、测量、评价方法只能从外界获取工人所处的作业状态，在获取肌肉、骨骼、关节等组织的负荷、角度、速度参数时尚有不足。
本实验中介绍的动作捕捉系统可以实时获取作业过程中的身体姿势、解剖学角度、角速度、扭矩、足底压力等人体参数，对作业姿势的改进、作业方式的再设计提供了有效帮助。
目前动作捕捉系统已经广泛应用于动画制作、步态分析、生物力学、人因工程等领域。
三、实验仪器及原理无线传感运动动作捕捉及力学评估系统（Functional Assessment of Biomechanics, FAB）FAB是基于无线惯性传感技术的生物力学及动作评价系统。
系统由13个（标准配置）小巧轻便的传感器组成（根据需要可以扩充到17个）和一套数据分析、显示的软件。
传感器分别装配在头、上臂、下臂、胸、盆骨、大腿、小腿、足底。
通过弹性绷带可以将传感器固定在各个部位。
系统可以输出的人体参数有：扭矩、角速度、角加速度、空间角度、解剖学角度、足底压力、足底重量、力量、功率等。
特点：1、无线实时进行动作捕捉及数据分析；2、误差小准确性高使用范围广；3、体积小重量轻便携性好，安装方便使用简单；4、无线传输最远距离20米（开阔地带可达40米）；5、解剖学角度、空间角度、力量、扭矩、角速度、角加速度等数据同步分析；6、数据可以传输存储在记忆卡，可将分析数据以Excel表格的形式导出；7、足底压力及足底重量数据同步采集。
FAB软件主界面该设备摆脱了摄像机的限制，并实现了对数据无损耗的特性，大大优于传统的动作捕捉系统，其能够将测量数据实时反映在计算机软件中，并且系统本身自带存储设备，可以完全远离固定场所，拥有很高的灵活性。
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新生研讨课报告题目：动作捕捉技术原理探究院（系）计算机科学与技术学院专业计算机类学生杨义威学号**********班号1603008指导教师杨明日期2017. 4动作捕捉技术一．动作捕捉技术及背景◆动作捕捉动作捕捉英文Motion capture,简称Mocap。
技术涉及尺寸测量、物理空间里物体的定位及方位测定等方面可以由计算机直接理解处理的数据。
在运动物体的关键部位设置跟踪器，由Motion capture系统捕捉跟踪器位置，再经过计算机处理后得到三维空间坐标的数据。
当数据被计算机识别后，可以应用在动画制作，步态分析，生物力学，人机工程等领域。
2012年由詹姆斯·卡梅隆导演的电影《阿凡达》全程运用动作捕捉技术完成，实现动作捕捉技术在电影中的完美结合，具有里程碑式的意义。
[1]其他运用动作捕捉技术拍摄的著名电影角色还有《猩球崛起》中的猩猩之王凯撒，以及动画《指环王》系列中的古鲁姆，都为动作捕捉大师安迪·瑟金斯饰演[2]。
2014年8月14日，由梦工厂制作的全息动作捕捉动画电影《驯龙高手2》在中国大陆上映。
除了电影之外，动作捕捉在游戏领域也应用的极为广泛，诸如《光晕：致远星》、《神鬼寓言3》、《全面战争：幕府将军2》、《狙击精英V2》等主机游戏都应用了动作捕捉技术。
◆背景动作捕捉的起源普遍被认为是费舍尔（Fleischer）在1915年发明的影像描摹（rotoscope）。
这是一个在动画片制作中产生出的一种技术。
艺术家通过精细的描绘播放给他们的真人录影片段当中的每一帧静态画面来模拟出动画人物在虚拟世界中的具备真实感的表演。
这个过程本身是枯燥乏味的。
但是对于这些动画师来说，幸运且具有纪念意义的是，1983年麻省理工学院（MIT）研发出了一套图形牵线木偶。
这套系统使用了早期的光学动作捕捉系统，叫做“Op-Eye”，它依赖于一系列的发光二极管，通过制定动作，来生成动画脚本（Sturman,1999）。
本质上，这个牵线木偶充当了第一套“动作捕捉服装”。
它自带非常有限数量的感应球,这些球能粗略的定位人体结构的关键骨骼点的位置。
这套技术的产生，迅速的奠定了动作捕捉在之后迅速发展的基础，为后续各种动作捕捉提供了追寻的方向，也引领了之后动作捕捉技术的风潮，包括今天的动作捕捉技术在内。
现在我们提到动作捕捉技术，最常联想到的图画是一个动作捕捉演员身穿全黑的紧身衣，全身关键位置布上了白色的感应小球。
实际上，这套系统就是依赖于早期光学跟踪系统的。
关于动作捕捉最新的发展实际上也可以说成是图形提线木偶系统的最终完善的遗产。
即使如此，这套标准对比与最新的无感应点动作扫描技术也快速的显得过时。
微软开发的应用在游戏主机xbox360上的“kinect”技术，可以不借助感应点扫描并捕捉对象的细微动作。
而New York’s Organic Motion公司注册的技术通过即时测量数台不同摄像机之间画面的精确到毫秒单位的微小交错时间来测量空间动作数据二．动作捕捉技术基本原理动作捕捉系统是指用来实现动作捕捉的专业技术设备。
不同的动作捕捉系统依照的原理不同，系统组成也不尽相同。
总体来讲，动作捕捉系统通常由硬件和软件两大部分构成。
硬件一般包含信号发射与接收传感器、信号传输设备以及数据处理设备等；软件一般包含系统设置、空间定位定标、运动捕捉以及数据处理等功能模块。
信号发射传感器通常位于运动物体的关键部位，例如人体的关节处，持续发出的信号由定位传感器接收后，通过传输设备进入数据处理工作站，在软件中进行运动解算得到连贯的三维运动数据，包括运动目标的三维空间坐标、人体关节的6自由度运动参数等，并生成三维骨骼动作数据，可用于驱动骨骼动画，这就是动作捕捉系统普遍的工作流程。
动作捕捉系统种类较多，一般地按照技术原理可分为：机械式、声学式、电磁式、惯性传感器式、光学式等五大类，其中光学式根据目标特征类型不同又可分为标记点式光学和无标记点式光学两类。
近期市场上出现所谓的热能式动作捕捉系统，本质上属于无标记点式光学动作捕捉范畴，只是光学成像传感器主要工作在近红外或红外波段。
A.机械式机械式动作捕捉系统依靠机械装置来跟踪和测量运动轨迹。
典型的系统由多个关节和刚性连杆组成，在可转动的关节中装有角度传感器，可以测得关节转动角度的变化情况。
装置运动时，根据角度传感器所测得的角度变化和连杆的长度，可以得出杆件末端点在空间中的位置和运动轨迹。
X-1st是这类产品的代表，其优点是成本低，精度高，采样频率高，但最大的缺点是动作表演不方便，连杆式结构和传感器线缆对表演者动作约束和限制很大，特别是连贯的运动受到阻碍，难以实现真实的动态还原。
B.声学式声学式动作捕捉系统一般由发送装置、接收系统和处理系统组成。
发送装置一般是指超声波发生器，接收系统一般由三个以上的超声探头阵列组成。
通过测量声波从一个发送装置到传感器的时间或者相位差，确定到接受传感器的距离，由三个呈三角排列的接收传感器得到的距离信息解算出超声发生器到接收器的位置和方向。
这类产品的典型生产厂家有Logitech、SAC等，其最大优点是成本低，但缺点是精度较差，实时性不高，受噪声和多次反射等因素影响较大。
C.电磁式电磁式动作捕捉系统一般由发射源、接收传感器和数据处理单元组成。
发射源在空间产生按一定时空规律分布的电磁场；接收传感器安置在表演者身体的关键位置，随着表演者的动作在电磁场中运动,接收传感器将接收到的信号通过电缆或无线方式传送给处理单元，根据这些信号可以解算出每个传感器的空间位置和方向。
Polhemus和Ascension公司是这类产品生产商的代表，其最大特点是使用简单、鲁棒性和实时性好，缺点是对金属物体敏感，金属物引起的电磁场畸变对精度影响大，采样率较低，不利于快速动作的捕捉，线缆式的传感器连接同样对动作表演形成束缚和障碍，不利于复杂动作的表演。
D.惯性式惯性传感器式动作捕捉系统由姿态传感器、信号接收器和数据处理系统组成。
姿态传感器固定于人体各主要肢体部位，通过蓝牙等无线传输方式将姿态信号传送至数据处理系统，进行运动解算。
其中姿态传感器集成了惯性传感器、重力传感器、加速度计、磁感应计、微陀螺仪等元素，得到各部分肢体的姿态信息，再结合骨骼的长度信息和骨骼层级连接关系，计算出关节点的空间位置信息。
代表性的产品有Xsens、3D Suit等，这类产品主要的优点是便携性强，操作简单，表演空间几乎不受限制，便于进行户外使用，但由于技术原理的局限，缺点也比较明显，一方面传感器本身不能进行空间绝对定位，通过各部分肢体姿态信息进行积分运算得到的空间位置信息造成不同程度的积分漂移，空间定位不准确；另一方面原理本身基于单脚支撑和地面约束假设，系统无法进行双脚离地的运动定位解算；此外，传感器的自身重量以及线缆连接也会对动作表演形成一定的约束，并且设备成本随捕捉对象数量的增加成倍增长，有些传感器还会受周围环境铁磁体影响精度。
E.光学式光学式动作捕捉系统基于计算机视觉原理[2][3]，由多个高速相机从不同角度对目标特征点的监视和跟踪来完成运动捕捉的任务。
理论上对于空间中的任意一个点，只要它能同时为两部相机所见，就可以确定这一时刻该点在空间中的位置。
当相机以足够高的速率连续拍摄时，从图像序列中就可以得到该点的运动轨迹。
这类系统采集传感器通常都是光学相机，不同的是目标传感器类型不一，一种是在物体上不额外添加标记，基于二维图像特征或三维形状特征提取的关节信息作为探测目标，这类系统可统称为无标记点式光学动作捕捉系统，另一种是在物体上粘贴标记点作为目标传感器，这类系统称为标记点式光学动作捕捉。
a)无标记式光学无标记点式光学动作捕捉[4]原理大致有三种：第一种是基于普通视频图像的运动捕捉，通过二维图像人形检测提取关节点在二维图像中的坐标，再根据多相机视觉三维测量计算关节的三维空间坐标。
由于普通图像信息冗杂，这种计算通常鲁棒性较差，速度很慢，实时性不好，且关节缺乏定量信息参照，计算误差较大，这类技术目前多处于实验室研究阶段；第二种是基于主动热源照射分离前后景信息的红外相机图像的运动捕捉，即所谓的热能式动作捕捉，原理与第一种类似，只是经过热光源照射后，图像前景和背景分离使得人形检测速度大幅提升，提升了三维重建的鲁棒性和计算速率，但热源从固定方向照射，导致动作捕捉时人体运动方向受限，难以进行360度全方位的动作捕捉，例如转身、俯仰等动作并不适用，且同样无法突破因缺乏明确的关节参照信息导致计算误差大的技术壁垒；第三种是三维深度信息的运动捕捉，系统基于结构光编码投射实时获取视场内物体的三维深度信息，根据三维形貌进行人形检测，提取关节运动轨迹，这类技术的代表产品是微软公司的kinect传感器[5]，其动作识别鲁棒性较好，采样速率高，价格非常低廉，有不少爱好者尝试使用kinect进行动作捕捉，效果并不尽如人意，这是因为kinect的应用定位是一款动作识别传感器，而不是精确捕捉，同样存在关节位置计算误差大，层级骨骼运动累积变形等问题。
总体来讲，无标记点式动作捕捉普遍存在的问题是动作捕捉精度低，并且由于原理固有的局限导致运动自由度解算缺失（如骨骼的自旋信息等）造成动作变形等问题。
b)标记式光学标记点式光学动作捕捉系统一般由光学标识点（Markers）、动作捕捉相机、信号传输设备以及数据处理工作站组成，人们常称的光学式动作捕捉系统通常是指这类标记点式动作捕捉系统。
在运动物体关键部位（如人体的关节处等）粘贴Marker点，多个动作捕捉相机从不同角度实时探测Marker点，数据实时传输至数据处理工作站，根据三角测量原理精确计算Marker点的空间坐标，再从生物运动学原理出发解算出骨骼的6自由度运动。
这里根据标记点发光技术不同还分为主动式和被动式光学动作捕捉系统：I.主动式光学主动式光学动作捕捉系统的Marker点由LED组成，LED粘贴于人体各个主要关节部位，LED之间通过线缆连接，由绑在人体表面的电源装置供电，市场上最具代表性的产品是美国的PhaseSpace，其主要优点是采用高亮LED作为光学标识，可在一定程度上进行室外动作捕捉，LED受脉冲信号控制明暗，以此对LED进行时域编码识别，识别鲁棒性好，有较高的跟踪准确率；缺点是：第一，时序编码的LED识别原理本质上是依靠相机在不同时刻对不同的Marker采集成像来进行ID标识,相当于在同一个动作帧中分别针对每个Marker进行逐次曝光，破坏了动作捕捉的Markers检测的同步性，导致运动变形，不利于快速动作的捕捉；第二，由于相机帧率很大部分用于单帧内对不同Marker 点的识别，因此有效动作帧采样率较低，这点上也不利于快速运动的捕捉和数据分析；第三，LED Marker可视角度小(发射角120度左右)，一个捕捉镜头内部通常集成了两个相机近距离采集，这种窄基线结构导致视觉三维测量精度较低，并且在运动过程中由于动作遮挡等问题仍然不可避免地导致频繁的数据缺失，如果为尽量避免遮挡造成的数据缺失，需要成倍增加动作捕捉镜头的数量弥补遮挡盲区问题，设备成本也随之成倍增加；第四，由于时序编码的原理局限，系统可支持的Marker总数有严格限制，在保证足够的采样率前提下，同时采集人数一般不宜超过2人，且Marker 点数量越多，单帧逐点曝光时间越长，运动变形越严重。