
これまで人間をはじめとした動物の運動を3次元空間でモデリング、解析を行う手法としてBVHという手法が用いられてきました。BVHは専用のモーションキャプチャーの機械を用い、人の関節部などに取り付けたリフレクターの動きを捉え、時間毎に3D 空間での異なるポイントの位置と回転のデータを得ます。このための機材は高価でありまたデータをサンプリングするための環境(スタジオ)を整えるのも容易ではありません。
そこで今回、一般に見る機会の多い連続写真またはビデオ映像といった1方向からの2次元データから3次元モデルへと変換する手法を確立した。
解析例。フェデラーのフォアハンドストロークをモデル化
解析例2 上図トップビュー
上の事例はβ版につき細部の微調整が終わっておりません。レンダリング(映像化)もドラフト画質のために手書きアニメ風ですが、正式版では高画質のレンダリングによりよりリアルに表現されます。(静止画の高画質例はこちらをご覧ください)
今回の手法では2次元の連続写真または映像データから1方向でのデータをサンプリングを行い、その後kinematics(運動学)に基づいた境界条件(各身体部位の可動限界等)、体格条件(腕や足といった基本的な長さに関するパラメータ)、各要素の軸回転・屈伸・上下動の運動の連続性を考慮することで、3次元モデルへと変換を行っている。
これによりこれまで高価な機材を用いることでしかできなかった3次元での解析も、より廉価に行うことが可能となる。そして、BVHのように準備した環境で特別にデータをサンプリングする必要がないため、映像または連続写真データさえあれば、全ての選手、愛好家のプレイデータを作成することが可能となる。
これまでのスポーツ指導において、オリンピックまたはワールドカップといったトップクラスを除いては、指導者の経験と勘に委ねられることが多かったが、ここに廉価で簡便な手法を供することで、スポーツ指導に科学的なアプローチを積極的に取り入れることが容易になり、指導を受ける人々の技術向上が加速しうると考える。またテニス以外のスポーツまたは舞踊などの芸能への展開も十分に考えられる。
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そこで今回、一般に見る機会の多い連続写真またはビデオ映像といった1方向からの2次元データから3次元モデルへと変換する手法を確立した。
解析例。フェデラーのフォアハンドストロークをモデル化
解析例2 上図トップビュー
上の事例はβ版につき細部の微調整が終わっておりません。レンダリング(映像化)もドラフト画質のために手書きアニメ風ですが、正式版では高画質のレンダリングによりよりリアルに表現されます。(静止画の高画質例はこちらをご覧ください)
今回の手法では2次元の連続写真または映像データから1方向でのデータをサンプリングを行い、その後kinematics(運動学)に基づいた境界条件(各身体部位の可動限界等)、体格条件(腕や足といった基本的な長さに関するパラメータ)、各要素の軸回転・屈伸・上下動の運動の連続性を考慮することで、3次元モデルへと変換を行っている。
これによりこれまで高価な機材を用いることでしかできなかった3次元での解析も、より廉価に行うことが可能となる。そして、BVHのように準備した環境で特別にデータをサンプリングする必要がないため、映像または連続写真データさえあれば、全ての選手、愛好家のプレイデータを作成することが可能となる。
これまでのスポーツ指導において、オリンピックまたはワールドカップといったトップクラスを除いては、指導者の経験と勘に委ねられることが多かったが、ここに廉価で簡便な手法を供することで、スポーツ指導に科学的なアプローチを積極的に取り入れることが容易になり、指導を受ける人々の技術向上が加速しうると考える。またテニス以外のスポーツまたは舞踊などの芸能への展開も十分に考えられる。
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この記事へのコメント
テニスにおいては、連続性のある動きを示す事が、かなり大事だと思います。
静止画ではタイミングやスピード感が伝わらず、見る側の都合で解釈されてしまいます。多くの雑誌の欠点です。
今回の動画解析は画期的なものになる可能性を秘めていますね。腕の脱力感や股関節の安定感が表現されると、なお素晴しいと思います。
静止画ではタイミングやスピード感が伝わらず、見る側の都合で解釈されてしまいます。多くの雑誌の欠点です。
今回の動画解析は画期的なものになる可能性を秘めていますね。腕の脱力感や股関節の安定感が表現されると、なお素晴しいと思います。
2008/10/09(木) 21:38 | URL | K #-[ 編集]
連続写真教材の欠点はご指摘の通り、連続性の欠如が挙げられます。コマとコマの間の動作に実は非常に重要なヒントが隠れていることもあります。雑誌の技術解説では不連続な連続写真を解説者となるコーチが頭をひねりながら不連続のシーンの間を想像して解説を付けているそうです。
また一方向による映像・写真教材の欠点には奥行き情報の欠如も挙げられます。写真または映像に見る奥行方向での体の各部位の位置関係を判別することは容易ではありません。
最近のDVD教材の一部では多方向から撮影を行いそのイメージの解釈をより正しい方向へと導く努力もうかがうことが出来ます。
今回の解析手法を用いることで2次元を3次元化すると同時に、これまで撮影困難だったアングルからも映像化することが可能となり、よりイメージトレーニングが効果的になると同時に、指導者にとっては動きのメカニズムを解明するためのツールともなり得るでしょう。
課題はシミュレーションの精度を上げるためには映像素材データから得られる限られた情報をうまく読み取ること、それと運動学的に身体各部位の可動域とその方向について整合を取ることが残されていると考えています。
また一方向による映像・写真教材の欠点には奥行き情報の欠如も挙げられます。写真または映像に見る奥行方向での体の各部位の位置関係を判別することは容易ではありません。
最近のDVD教材の一部では多方向から撮影を行いそのイメージの解釈をより正しい方向へと導く努力もうかがうことが出来ます。
今回の解析手法を用いることで2次元を3次元化すると同時に、これまで撮影困難だったアングルからも映像化することが可能となり、よりイメージトレーニングが効果的になると同時に、指導者にとっては動きのメカニズムを解明するためのツールともなり得るでしょう。
課題はシミュレーションの精度を上げるためには映像素材データから得られる限られた情報をうまく読み取ること、それと運動学的に身体各部位の可動域とその方向について整合を取ることが残されていると考えています。
2008/10/10(金) 05:05 | URL | テニスリゾート99 #8GvDcjBU[ 編集]
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