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Los usos e impactos de la captura de movimiento con marcadores
- Andrea Motos
- 20 ago
- 9 Min. de lectura
Actualizado: 21 ago
Hablando con Allan Rankin, Cofundador y Director General de Target3D Ltd.
Aquí puedes ver el artículo original.
Cuéntanos por qué el seguimiento basado en marcadores es tan importante y cuáles son sus usos e impactos
Los sistemas de seguimiento basados en marcadores ópticos continúan siendo los más populares y muy adaptables, ya que proporcionan la información posicional y rotacional 3D más exacta que posteriormente se puede aplicar en diversas situaciones de uso y sectores variados.
"Habrás identificado su aplicación en animación y efectos visuales para seguir el patrón humano del entretenimiento tradicional, como en las películas El planeta de los simios y El señor de los anillos".
Por su alta exactitud, la captura de movimiento mediante marcadores se emplea para determinar dónde ha estado un individuo o un objeto tanto en el tiempo como en el espacio. Esta información puede suministrarse en tiempo real a velocidades de cuadro elevadas o durante la postproducción, donde un operador tiene la posibilidad de grabar los datos de antemano y reproducirlos posteriormente.
Esto implica que las personas pueden emplear este sistema para registrar las acciones del individuo o también para corroborar sus acciones más tarde.
En el campo de la robótica, por ejemplo, si deseas configurar un brazo robótico para que se desplace 40 cm, puedes emplear un sistema de seguimiento óptico que te informe que se ha desplazado 40 cm, o incluso puede indicarte que el brazo se ha desplazado 40,1 cm. Esa distinción es crucial para los ingenieros y científicos, pues les proporciona la seguridad de que están obteniendo la información adecuada de su programación.
Un ejemplo claro es entender el movimiento de los brazos robóticos en el espacio.
Así como, al situar brazos robóticos en áreas de producción, se podría emplear un sistema óptico para asegurar un posicionamiento más eficaz de dichos brazos robóticos para establecer una línea de montaje de fábrica.
En Target3D nos encontramos con clientes que proporcionan la comprobación de posición de robots para replicar el atraque de satélites en el espacio. Gracias a esta tecnología, emplean el seguimiento óptico para entender en una escala de submilímetros la ubicación y la rotación de sus robots en el espacio de manera correcta.
Esta tecnología puede emplearse en una amplia gama de aplicaciones y ubicaciones. Un ejemplo destacado es la evaluación de la rotación de objetos en un túnel de viento. Podría ser el ala lateral de un avión o un panel de un coche de Fórmula 1... un ciclista que busca disminuir la resistencia aerodinámica durante un entrenamiento o que asiste a un productor en la fabricación de bicicletas novedosas y eficaces.
Desde entender el movimiento de un brazo robótico hasta cómo un doctor realiza una tarea específica (como supervisar un equipo quirúrgico laparoscópico en un hospital), el equipo experto de Target3D ha brindado soluciones para todos.
Muchos otros sectores utilizan el seguimiento con marcadores para situar a una persona en ambientes virtuales, como los visores puestos en la cabeza para la realidad virtual.
Sin embargo, antes de que esto sea más accesible, hay soluciones reconocidas como Powerwalls y CAVEs, en las que los individuos utilizan gafas 3D y visualizan contenido en 3D estereoscópico. Normalmente, ese contenido se proyecta en múltiples lados y se renderiza según la cabeza del usuario, es decir, el casco que lleva puesto. Por lo tanto, dependiendo de su desplazamiento, el contenido se reproducirá en la perspectiva adecuada para ellos. Están inmersos en ambientes virtuales, observando el contenido en función de su ubicación.
¿Hay más aplicaciones de la captura de movimiento?
El seguimiento óptico se emplea en diversas simulaciones. Es posible que sea un simulador de manejo de grúas, un simulador de automóviles de competencia o un simulador de vuelo para helicópteros y aviones... y no olvidemos el monitoreo médico.
Además, hay entretenimiento basado en la localización. Cuando los individuos utilizan cascos de realidad virtual o 3D, requieren entender dónde está el juego en relación con su ambiente.
Por ejemplo, podrían contar con una antorcha virtual en una escena de mazmorra; podría ser necesario que interactúen con la escena mediante la antorcha. ¿Cómo es posible localizar ese objeto de manera rápida y fácil? Es posible seguir el casco mediante marcadores o seguir el elemento virtual mediante marcadores.
Por ejemplo, las space room de realidad virtual trabajan siguiendo objetos que necesitas interactuar con ellos.
El seguimiento basado en marcadores ópticos 3D ofrece la posibilidad de ubicar marcadores en prácticamente cualquier objeto, para después identificar su ubicación y trasladar dicha información a un ambiente virtual.
Hablemos de robótica y MoCap
Se trata de un campo muy extenso, podemos referirnos a los brazos robóticos, y también a la robótica terrestre y aérea.
Los drones y los dispositivos preconfigurados se verifican a través de sistemas de seguimiento o se emplean sistemas de captura de movimiento para producir datos que se emplean en la investigación de vehículos autónomos para el transporte en el futuro próximo.
Las exhibiciones aéreas con drones son eventos de gran magnitud en los que se siguen varios drones al mismo tiempo en el cielo. Normalmente se configuran en ambientes altamente regulados antes de introducirse al mundo real, y esos ambientes suelen tener un gran volumen de seguimiento.
Por ejemplo, en España, tenemos clientes que están desarrollando prototipos y fabricando vehículos de transporte a través de drones para el futuro. Emplean sistemas de monitorización para confirmar la ubicación de los drones durante sus estudios, garantizando que entienden cómo podrían optimizar la estabilización, el aterrizaje y el despegue.
Estos lugares de laboratorio son de gran tamaño, alcanzan los 10 m de altura y los 20 m x 20 m de anchura y longitud.
También colaboramos con empresas que llevan a cabo estudios robóticos vinculados a los satélites, en los que replican el movimiento sin fricción. Elaboran réplicas de satélites, examinan el proceso de acoplamiento o reparación remota de satélites en el espacio, y corroboran sus algoritmos siguiendo las zonas concretas de la nave que participan en dichas funciones.
Puedes ver más información detalla sobre otros proyectos en el artículo original.
¿Y el futuro?
Hace poco leí esto en una publicación especializada en inteligencia artificial "en abril, en Pekín, se llevará a cabo una media maratón donde robots humanoides competirán contra humanos." ¡Es asombroso!
Desde hace un tiempo, ha existido un gran interés e investigación en torno a los exoesqueletos: dispositivos robóticos creados para asistir a individuos con patologías musculares o daños en la columna vertebral a recuperar su movilidad.
Básicamente, la persona usa un traje de exoesqueleto que optimiza su movimiento y le suministra prótesis mecánicas.
Recientemente desde Target3D Ltd en Londres se trabaja con una empresa llamada HaptX , que se especializa en tecnología háptica.
Realmente hace avanzar el potencial de la teleoperación robótica. Esto ya se está haciendo en procedimientos quirúrgicos, pero abre nuevas posibilidades para que las personas manipulen objetos de forma remota con precisión.
Imagina a alguien con una capacidad cognitiva aguda pero físicamente incapaz de salir de su casa. Podría trabajar con un robot humanoide.
Vas a un restaurante y un robot viene a tomar tu pedido. Pero detrás de ese robot hay una persona real que lo opera de forma remota desde su casa. Interactúan con los clientes, bromean con ellos, toman pedidos y envían la información a la cocina. La comida sigue siendo entregada físicamente por el robot, pero la presencia humana está muy presente.
Es intrigante considerar cómo estas tecnologías pueden facilitar a los individuos frecuentemente desatendidos en la sociedad que se involucren, trabajen y se vinculen con el mundo.
Como se menciona, ya está ocurriendo en sitios como San Francisco, donde los taxis sin chofer ya forman parte de la realidad.
Las posibilidades son enormes.
Hablemos de animación basada en la ubicación o VFX
Otros ejemplos de entornos de uso con captura de movimiento son la animación orientada a la ubicación o los efectos visuales, en los que se emplean juegos AAA de alta gama que poseen una narrativa compleja y experiencias donde se sigue a varias personas al mismo tiempo mientras se graban diferentes escenarios.
Estos pueden ser ficticios o de la vida real, pero lo más importante es cómo se mueven en relación unos con otros lo que añade realismo.
La posibilidad de seguirlos con marcadores asegura que sepas precisamente dónde se encuentran los actores y cómo interactúan entre ellos. Mantienes una imagen más realista de esos actores o intérpretes en movimiento, así como de los accesorios que utilizan, que pueden ser sables o espadas, por ejemplo.
Es posible que estés generando un juego donde el actor atraviesa una puerta, introduce su mano en la manija y la abre: la percepción del "peso" de esa acción es verdaderamente relevante.
Sin embargo, no es necesario construir una pared completa con una puerta, pero podemos tener un marco de puerta en funcionamiento que seguiremos, junto con la manija de esta como dice el guión. Esto todavía refleja la conexión "auténtica" entre el ser humano, el factor de atracción y el escenario virtual y físico.
Otros casos abarcan transmisiones en directo, tales como programas de noticias, programas del tiempo o transmisiones deportivas, en las que los presentadores se desplazan frente a una pantalla verde o un fondo LED virtual.
Frecuentemente, estos presentadores son monitoreados con marcadores (¡tan diminutos como micrófonos de solapa!). Podría haber focos y cámaras que los monitoreen al mismo tiempo para que la sensación sea auténtica. Después, el contenido se reproduce en función de dónde se encuentra.
También hay aplicaciones en la televisión y la grabación de películas donde se pueden observar a personas en un ambiente completamente virtual y con pantalla verde. Todas las actividades dentro del escenario involucran el monitoreo de cámaras, actores, presentadores y artistas.
Desde Target3D hemos estudiado casos donde parte del mecanismo que respalda el juego en películas y programas de televisión implica equipos monitorizados: un actor podría estar utilizando elementos monitorizados en un programa de juegos, que no son perceptibles para el espectador en el hogar, pero el seguimiento basado en marcadores ópticos lo hace todo factible.
Hablemos deportes, biomecánica y ciencias de la vida
Existe un campo que es el ámbito deportivo, la biomecánica y las ciencias relacionadas con la vida donde también se utiliza el motion capture o seguimiento con marcadores. Se están empleando dispositivos de seguimiento para identificar la movilidad humana incluso de animales o la forma en que las personas interactúan con el equipo deportivo. Por ejemplo, la manera en que los tenistas mantienen la raqueta y cómo manipulan la pelota.
El golf también es un mercado enorme donde los aficionados (o, en otras palabras, los consumidores de golf) buscan perfeccionar su juego. Emplean dispositivos de monitorización para evaluar la calidad de su swing, la cantidad de giros de las muñecas, manos u hombros en ciertos puntos y cómo pueden adaptarse para mejorar.
Los entrenadores deportivos utilizan sistemas de captura de movimiento para comprender mejor a los atletas y darles instrucciones. El entrenador tiene la habilidad de replicar datos grabados previamente y señalar zonas de fallo e identificar áreas para mejorar. Todo esto se consigue a través de sistemas que se fundamentan en marcadores ópticos. Estos siguen el cuerpo, los brazos, el palo, el rostro del palo y todo esto a una velocidad extremadamente alta.
Hablemos de los sistemas de captura de movimiento integrando herramientas de terceros
El último aspecto que quiero abordar es la integración de sistemas de seguimiento con instrumentos de terceros.
Por ejemplo, podrías haber visto programas que emplean proyecciones sobre objetos móviles, ya sean de gran o pequeño tamaño, incluyendo a personas, u objetos como banderas o velas.
Además, podrían existir componentes móviles en el escenario, tal como sucede en el teatro.
Existen sistemas de captura de movimiento que se fundamentan en marcadores ópticos con un mapa de proyección. El desplazamiento del objeto establece la variación de los píxeles en el mapa de proyección dependiendo de su orientación y posición.
Como nos cuenta Allan Rankin, Cofundador y Director General de Target3D Ltd, desde Londres se han llevado a cabo proyectos increíbles, como por ejemplo junto a Bild Studios, donde se evidenciaron las habilidades de un productor de escáneres de resonancia magnética al proyectar sobre el cuerpo de un individuo para mostrar la ubicación de los órganos.
Para terminar...
El seguimiento basado en marcadores no se restringe a los efectos visuales y la animación, sino que está transformando industrias. Desde el avance de la robótica hasta la optimización del desempeño en el deporte y el entrenamiento en cirugía, su influencia se manifiesta en todos los rincones. Ya sea para la construcción de universos virtuales o para la producción de exoesqueletos, esta tecnología está modelando el futuro de formas que apenas comenzamos a concebir, y me entusiasma ver hacia dónde se dirige.
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