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La seconda pelle cattura il movimento
I ricercatori del MIT hanno sviluppato un nuovo sistema che potrebbe fornire un modo più economico ed efficiente per tracciare il movimento. Il sistema, chiamato Seconda pelle , potrebbe essere un'alternativa più economica per la creazione di effetti speciali per i film. I ricercatori affermano che sperano che venga utilizzato anche per aiutare le persone a monitorare i propri movimenti in modo che possano praticare la terapia fisica o perfezionare i loro movimenti di tai chi.
Luce codificata: Questo proiettore emette impulsi di luce più volte al secondo. Questi impulsi luminosi vengono captati da fotosensori indossati dal soggetto inseguito.
I sistemi di tracciamento tradizionali prevedono telecamere ad alta velocità posizionate attorno a un set appositamente illuminato. Il soggetto inseguito indossa speciali pennarelli che riflettono la luce emessa dalle telecamere. Le fotocamere catturano e registrano la luce riflessa più volte al secondo, per seguire il movimento del soggetto. Quando il sistema viene utilizzato per realizzare filmati, programmi software e un team di animatori convertono i dati in un personaggio animato. Questi sistemi di tracciamento del movimento possono costare fino a centinaia di migliaia di dollari. I sistemi alternativi che utilizzano magneti, accelerometri o esoscheletri richiedono, rispettivamente, una configurazione e una calibrazione ancora più estese, soggetti a errori o ingombranti e poco flessibili.
A differenza dei tradizionali sistemi di tracciamento ottico, Second Skin non si basa affatto sulle fotocamere. Invece, il sistema utilizza proiettori economici che possono essere montati a soffitto o all'aperto. Pertanto, il sistema può essere utilizzato all'interno e all'esterno senza illuminazione speciale e costa solo poche migliaia di dollari, afferma Ramesh Raskar , professore associato al Media Lab del MIT e ricercatore principale di Second Skin insieme allo studente laureato Dennis Miaw.
Penso che sia una tecnologia rivoluzionaria, afferma Chris Bregler , professore associato di informatica alla New York University, che lavora su sistemi di visione artificiale per il tracciamento del movimento e non è stato coinvolto nella ricerca Second Skin. Ti consente di eseguire la cattura del movimento in molti scenari in cui molte altre persone volevano fare la cattura del movimento prima e non potevano.
Piccoli fotosensori incorporati nei normali vestiti registrano il movimento. I proiettori emettono modelli di luce nel vicino infrarosso, circa 10.000 modelli diversi al secondo. Quando i modelli colpiscono i minuscoli fotosensori incorporati nei vestiti del soggetto, i fotosensori catturano la luce codificata e la convertono in un segnale binario che indica la posizione del sensore. Poiché i modelli di luce colpiranno i sensori in modo diverso, a seconda di dove si trovano, ogni sensore riceve un modello di luce unico. Questi modelli vengono registrati circa 500 volte al secondo per ciascun sensore. I sensori inviano le informazioni a un microcontrollore sottile e leggero indossato dal soggetto sotto i vestiti, che poi trasmette i dati a un computer tramite Bluetooth. L'intero sistema può costare meno di $ 1.000, con ogni fotosensore che costa circa $ 2, un sensore vibrante $ 80 e un proiettore $ 50. (Raskar afferma che sono necessari almeno sei proiettori per sistema.) Ogni fotorilevatore sta essenzialmente decodificando la propria posizione interna in modo simile al GPS, afferma.
Traccia e vibra: Piccoli fotosensori sono incorporati nel tessuto nero mostrato sopra. Vibratori blu circondano anche il polso del soggetto (a sinistra). I fotosensori catturano la luce emessa dai proiettori vicini per determinare la posizione del braccio del soggetto. Il software confronta quindi la posizione del braccio reale (linea rossa) con la posizione del braccio ideale (linea gialla). I cerchi corrispondono ai vibratori; quello verde vibrerà per indicare la corretta posizione al soggetto.
Poiché ogni sensore Second Skin ha un ID univoco, Raskar afferma che questo sarà più accurato dei sistemi ottici tradizionali, in cui i riflettori indossati dal soggetto sono indistinguibili l'uno dall'altro e possono causare errori quando un riflettore ne incrocia un altro. Inoltre, Raskar ha dimostrato che il sistema funziona all'esterno e al buio.
In teoria, tutto ciò che può fare il suo sistema, potremmo farlo con la visione artificiale, ma in pratica non abbiamo ancora trovato una soluzione, afferma Bregler. Con i suoi sensori, è molto preciso e molto chiaro dove si trova [la persona] da un fotogramma all'altro.
Per l'industria cinematografica, ciò significa potenzialmente che il tracciamento del movimento può essere eseguito su un set normale, il che farebbe risparmiare tempo di produzione e consentirebbe agli attori di lavorare in un ambiente naturale. Questi sistemi elaborati ostacolano il tentativo di girare questi film, afferma Steve Sullivan , il senior technology officer di Lucasfilm's Luce e magia industriali (ILM). Molte persone vedono il rilevamento del movimento come un problema risolto, ma penso che possiamo fare molto di più per renderlo più accessibile a una vasta gamma di persone e meno d'intralcio. ILM ha recentemente sviluppato uno speciale sistema proprietario di bande ad alto contrasto per il tracciamento del movimento sul set per Pirati dei Caraibi 2 e Hombre de Hierro , ma gli attori devono indossare un abito speciale ed è necessaria un'ampia post-elaborazione, afferma Sullivan. È bello sentire che i ricercatori stanno cercando di affrontare questo problema, perché è un tale problema dover interrompere la produzione e girare scene e attori separatamente su questi palcoscenici.
Penso che gran parte del potenziale per questo tipo di tecnologia di tracciamento di fascia bassa sia ... più per le nuove applicazioni, in cui non puoi dedicare tutto il tempo a renderlo perfetto, afferma Michael Stesso , professore associato di informatica presso l'Università del Wisconsin-Madison. Gleicher afferma che il tracciamento del movimento sta diventando sempre più popolare nei videogiochi in grado di tracciare un giocatore e reagire in tempo reale.
I ricercatori hanno anche dimostrato che il sistema può essere utilizzato per aiutare a tracciare e correggere i movimenti in un semplice esercizio di tai chi. Un tale sistema incorpora minuscoli vibratori che si muovono quando la posizione attuale dell'arto del soggetto è fuori rotta per indicare al soggetto la necessità di autocorrezione. Allo stesso modo, i ricercatori ipotizzano che il sistema potrebbe essere utilizzato anche per la terapia fisica o per tracciare i movimenti di un soggetto, al fine di prevenire le cadute.