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¿Qué significa para los sistemas existentes utilizar la tecnología markerless? ¿Y cómo afectará a tus proyectos tecnológicos futuros?
Hablando con Allan Rankin, director y fundador de Target3D Ltd.
Aquí puedes ver el artículo original.
¿Qué es la tecnología sin marcadores?
La tecnología de captura de movimiento sin marcadores posee la habilidad de capturar principalmente el movimiento humano y también el movimiento de animales sin la necesidad de emplear ningún sensor de seguimiento físico o rastreable en el individuo o el objeto. Sin puntos de retrorreflexión, sin sensores de inercia y sin trajes.
Se trata de una tecnología increíble que entiende la figura humana incluso de animales mediante el procesamiento de vídeo y manifiesta el movimiento en forma de “esqueleto”. Los sistemas, que operan en ambientes de iluminación regulada y utilizan conjuntos de datos de aprendizaje automático, tienen la capacidad de reconocer y etiquetar partes humanas como la cabeza, las piernas, los brazos y el torso, y, por lo tanto, deducir la forma del esqueleto de un participante. Después se emplea el esqueleto para determinar el movimiento de la figura humana mediante algoritmos procesados y puede ser utilizado en un avatar para controlar un personaje virtual.
La tecnología “motion capture” o "MoCap" sin marcadores es sumamente eficaz, y adaptable y lo que es más importante, discreta. Puede utilizar una o varias cámaras para identificar el movimiento del esqueleto y posteriormente utilizar esos datos en otros individuos u objetos.
La resolución y el número de cámaras y sistemas de software utilizados también establecen la exactitud y fidelidad de la captura que se quiere conseguir.
¿Cuándo apareció esta tecnología por primera vez y realmente generó un impacto?
La tecnología de captura de captura de movimiento que conocemos como tal, sin marcadores, surgió hace aproximadamente 25 años. Inició cuando las cámaras sincronizadas lograron suprimir las imágenes de fondo en un espacio determinado y, en consecuencia, ubicar el cuerpo humano en un espacio negativo.
Si retrocedemos a los inicios históricos de los sistemas de captura de movimiento (no nos referimos a la rotoscopia ni a los primeros métodos de MoCap, que esencialmente eran píxeles en un cuadro que simbolizaban un objeto), el primer intento de captura de movimiento fue un grupo de individuos que buscaban entender el movimiento de un caballo de carreras a comienzos del siglo XX. Étienne-Jules Marey de Francia y Eadweard Muybridge de Estados Unidos fueron precursores en la investigación del movimiento humano y animal.
Marey creó una "pistola cronofotografía" para capturar el movimiento en una única serie de fotografías, mientras que Muybridge empleó cámaras secuenciales para capturar caballos al galope, aportando información acerca de la locomoción.
Incluso antes de que Max Fleischer introdujera la rotoscopia (el trazado de fotogramas en películas para animación), ya habíamos empleado cámaras para entender de manera más efectiva el movimiento. Ya en 1878, Eadweard Muybridge registró cada fase del galope de un caballo con el objetivo de examinar y (supuestamente) resolver una apuesta con un aficionado a los caballos de carrera acerca de si los cuatro cascos de un caballo se encontraban en el aire al galopar. Los algoritmos reconocerían la silueta, categorizando componentes como "brazo", "pierna", entre otros, lo que facilitaría el monitoreo del movimiento esquelético.
Como empresa, desde los comienzos de Target3D en Londres en el año 2017 hemos estado suministrando tecnología tanto con marcadores como sin marcadores, creciendo y abriendo sede en España creando Target3D Iberia y en Nueva Zelanda Target3D NZ; ¡hemos estado evaluando y demostrando estos sistemas de captura desde el primer día!
Aunque la tecnología sin marcadores ha estado presente desde hace tiempo, solo en los últimos cinco o seis años se ha consolidado y se ha vuelto ampliamente usable. Sistemas como Kinect (el dispositivo pionero de Microsoft para el seguimiento de movimiento) tuvieron un rol crucial en esta evolución.
Kinect empleaba tres cámaras: una infrarroja, una de tiempo de vuelo y una de vídeo para analizar el movimiento del ser humano. Al principio diseñada para juegos, también se aplicó en exhibiciones interactivas en museos.
Por ejemplo, recordamos una exhibición en el Barbican de Londres donde los visitantes agitaban sus brazos para activar animaciones de aves que se alejaban volando. Esta propuesta fue creada por Chris Milk y recibió el nombre de The Treachery of Sanctuary (La traición del santuario).
Actualmente, la captura sin marcadores permite que varios individuos conduzcan avatares al mismo tiempo en un espacio compartido Este constituye un progreso significativo en comparación con los sistemas anteriores.
¿Por qué supone un cambio tan radical?
El método tradicional de “motion capture”, que exige que los actores usen trajes con marcadores, conlleva una carga en cuanto a organización y preparación. La tecnología que no utiliza marcadores suprime la necesidad de trajes, facilitando así implementaciones más veloces y adaptables.
El sistema también tiene la capacidad de modificar el tamaño y la escala de los esqueletos mediante el procesamiento de la visión, lo que ofrece una interpretación más fiel de la figura humana del individuo que se está siguiendo.
Por ejemplo, en un contexto industrial, es posible examinar la ergonomía de una línea de producción sin influir en el comportamiento de los trabajadores. Con sistemas que utilizan marcadores, las personas pueden modificar sus movimientos de manera inconsciente ya que saben que están conscientes de que sus movimientos están condicionados.
Los sistemas libres de marcadores facilitan una observación natural, incluso en contextos complicados. Por ejemplo, dado que la tecnología no se basa en marcadores reflectantes, no existen interferencias de materiales luminosos como bancos de trabajo o utensilios, lo cual ha representado un desafío histórico.
La versatilidad de la captura sin marcadores ofrece numerosas oportunidades. Minimiza el tiempo de configuración, posibilita la aplicación en ambientes públicos o no estándar y permite el seguimiento simultáneo de varias personas.
Por ejemplo, puedes incorporarlo en un juego en línea donde varios participantes compiten sin necesidad de trajes especializados. La disminución de la barrera de entrada lo transforma en un verdadero punto de inflexión.
En cuanto a los sistemas autónomos sin marcadores y actualizaciones que se fusionan con tecnologías ya existentes. ¿Consideras que estos avances dejarán obsoletos los sistemas antiguos o los mejorarán y coexistirán con ellos?
En este sentido, será cuestión de perfeccionar y mejorar la tecnología existente.
Por ejemplo, fabricantes como OptiTrack, están incorporando funcionalidades sin marcadores en sus sistemas actuales. Con las actualizaciones de hardware adecuadas, tales como GPU más potentes y software mejorado, numerosos usuarios pueden conseguir capturas sin marcadores con su configuración actual. Posteriormente, pueden disponer de un sistema realmente dinámico y permitirle el uso de cualquier tipo de sistema dependiendo de su uso. Los sistemas que utilizan marcadores son ideales para seguir la pista de casi cualquier objeto en un ambiente correctamente calibrado, simplemente añada un marcador.
Esta adaptabilidad continúa siendo un enorme beneficio si requieres más que el contacto humano en una sesión.
¡Todo parece demasiado bueno para ser cierto!
Los sistemas sin marcadores tienen limitaciones. Tienen dificultades para realizar un seguimiento preciso de objetos pequeños, dedos o expresiones faciales sin configuraciones especializadas. Las tecnologías periféricas, como cámaras ubicadas en la cabeza o guantes, continúan siendo imprescindibles para numerosos casos de uso de captura de rendimiento.
Aunque la tecnología sin marcadores está progresando, todavía no ha suplantado completamente a los sistemas que utilizan marcadores, que continúan siendo sólidos y fiables. ¡Pero están alcanzando ese punto... de manera acelerada!
¿De qué manera considera que la tecnología sin marcadores influirá en los resultados y contenidos digitales del futuro?
La tecnología sin marcadores facilitará el funcionamiento de los sistemas en ambientes más exigentes y permitirá una variedad más extensa de aplicaciones. Por ejemplo, podríamos seguir a un músico en el escenario y trasladar sus movimientos a una experiencia de Metaverso. Esto genera nuevas oportunidades para la producción en tiempo real y las aplicaciones de transmisión en directo.
En el ámbito de la medicina, se están investigando sistemas sin marcadores para el estudio de la marcha y la medicina preventiva. Imaginemos a un paciente que se está recuperando de una lesión y que puede ser evaluado sin la molestia de llevar un traje.
La tecnología que no utiliza marcadores facilita un movimiento natural y a la vez ofrece información útil para médicos y profesionales.
En términos generales, se busca potenciar la accesibilidad y la flexibilidad, facilitando innovaciones en diversas industrias y en la sociedad en general.
¿Cuáles son los factores que se tienen en cuenta a la hora de elegir una tecnología de seguimiento? ¿Puedes destacar el enfoque adoptado por Target3D?
En Target3D nos centramos en tres factores que nos guían para ayudar a los clientes a adoptar la tecnología adecuada. Primero, les preguntamos que están tratando de lograr. En segundo lugar, consideramos el entorno en el que trabajan. Finalmente, analizamos su presupuesto. Incluso con recursos ilimitados, las restricciones medioambientales o los usos particulares pueden restringir las alternativas existentes. Entender estos tres componentes nos facilita sugerir soluciones a medida. Por ejemplo, si alguien busca una precisión elevada en un volumen reducido, podríamos proponer soluciones de seguimiento magnético.
Para seguir a varias personas en espacios más grandes, las tecnologías RFID o de banda ultra ancha pueden ser útiles y, para efectos visuales o animación, consideraríamos sistemas ópticos con varias cámaras.
Al identificar los objetivos, el contexto y el presupuesto del cliente, garantizamos que opten por el sistema más eficiente para satisfacer sus requerimientos.
¿Cuáles son algunas de las tecnologías más destacadas actualmente y cómo se ajustan a distintas aplicaciones?
Target3D es el distribuidor oficial de la tecnología de vanguardia en captura de movimiento y simulación. Entre nuestros partners se encuentran OptiTrack, Manus, Theia Markerless, Senseglove, Noitom, entre otros.
Para usos de animación o efectos visuales, los sistemas ópticos, ya sean con marcadores o sin ellos y con varias cámaras, resultan imprescindibles para obtener resultados óptimos. Estas configuraciones facilitan la captura precisa del movimiento de varias personas al mismo tiempo en ambientes controlados.
Proporcionamos soluciones para sistemas de trajes inerciales, los cuales son portátiles y pueden emplearse sin necesidad de cámaras externas, como Noitom. Son perfectos para registrar movimiento en diversos sitios, para sectores como la educación o la investión y biomecánica. También, ofrecemos soluciones de seguimiento de manos y dedos mediante tecnologías como guantes Manus y StretchSense.
Para la retroalimentación háptica, nos asociamos con empresas como HaptX y Valkyrie VR con el objetivo de brindar experiencias táctiles envolventes. Existen una extensa variedad de productos disponibles, creados a medida para requerimientos y usos particulares.
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