燃！北体正在热映大片《动作捕手》

格斯范桑特执导的《心灵捕手》以智慧的语言消除人际隔阂打开心扉，我校刘昊扬所“执导”的体育工程“大片”——《动作捕手》则以智能的数据精确恢复运动信息，使科技助力新时代体育。

也许有人要问了：“导演”刘昊扬是何许人也？

也许你并不熟悉他的名字，但你对人工智能一定不陌生。2017年，中国第一个人工智能体育实验室在北京体育大学成立。实验室负责人的就是这位毕业于美国约翰·霍普金斯大学的教授级高级工程师、国家第十一批“千人计划”入选者、中国体育界里面第一个“千人计划”专家——刘昊扬。

有着计算机、数学、机械、土木工程等多学科背景的他，曾率领优秀海归科研人员和国内工程师完成了世界上第一个全无线动作捕捉系统、第一套可以同时捕捉身体和全部手指动作的实时动作捕捉系统，研发了其他一系列产品，逐渐形成了成熟的动作捕捉技术平台。团队目前致力于探索智能技术与体育运动的融合，努力搭建智能科技与体育科研之间的桥梁，为提高运动员竞技能力，促进大众科学健身提供新的高科技手段。《动作捕手》就是其中代表作之一。

接下来，就让我们为大家揭秘《动作捕手》是如何捕捉动作的吧！

01

量化+分析 玩转数字

据刘昊扬介绍，他的团队在体育工程学院做的主要的研究工作之一，就是量化体育中的数据并进行分析。

“很多人听到这个说法会觉得很奇怪，大家会疑惑‘数据’还有不是‘量化’的吗？实际上，我们所说的‘数据’，指的并不是平时大家想象的‘数字’，而是泛指信息，我们说的‘量化’就是指信息的数字化。”刘昊扬解释道。

在我们的生活中，大量信息的原始形态并不是以数字化方式而存在的。比如我们说话的声音，在数字录音技术出现之前，是没有办法以量化的手段去记录、分析的。有了数字录音技术之后，语音语义分析才有实现的可能，诸如语音自动识别、语音转文字、甚至是语音自动合成，这些都是在数字化的语音记录方法出现，并进而产生了分析手段的基础上实现的。

正是基于对体育数据的量化和分析，动作捕捉才有了数据支撑。

02

记录三维信息 实现动作捕捉

“体育工程学院的一大研究目标，就是针对各种运动的需要，提供多样化的三维信息记录方法，在三维数字世界中精确恢复运动的信息。在完成这项工作的基础之上，我们就可以做出多样高效的分析。”刘昊扬介绍道。

在研究中，人作为研究对象而存在，在“体育”的语境中，运动员就成了主要研究对象。运动员在运动过程中的运动情况，是刘教授及其团队所关注的。

一说到动作分析，大家可能会将其与视频拍摄联系到一起。的确，视频拍摄是捕捉运动员运动动作的方法之一。即便是手机拍摄，也能将动作记录下来，还能在视频上面做一些标记、画一些参考线，完成动作解析。

但是录像的形式，只能提供一个平面的、二维的信息，而运动员的运动是在一个三维的空间里进行的。当我们用一个二维的工具来记录三维的信息，就会出现信息的缺失，从而导致最终分析的基础不够扎实，分析的结果也就不够准确。

利用量化的运动数据，计算机可以自动分析球场上的运动员战术，为教练员的指导提供数据支撑。我们可以设想一下，在未来，计算机系统可以像人类教练一样，观察运动员的动作，并且进行理解和分析，然后给出不同的指导意见，成为“人工智能”的教练。这一切最基础的工作就源自对三维运动信息的数字化，也就是量化的记录和存储。

不过，刘昊扬也坦言，“目前，针对运动员的动作，还是缺乏一种良好的数字化手段去记录和分析。”相信这也将是学院未来的努力方向之一。

03

走出实验室 动作捕手大有作为

“在北体大，我们有更多机会和优秀的教练员、运动员以及体育科研人员进行近距离合作。”刘昊扬这样说道。

不久前，刘昊扬及其团队利用量化的运动数据，帮助一名击剑运动员进行了击剑动作的三维记录和分析。通过对三维数据的可视化，这名运动员的教练非常清晰地向运动员说明了她出剑时“剑尖向上挑”的不正确习惯，借助可见数据，运动员清晰了解到自己的问题，接受了改进意见。在随后的比赛中，她的成绩取得了明显进步。

“这些也让我们进一步认识到我们所做工作的意义，我们希望能够不断推动科技与体育结合的发展，让更多的教练、运动员享受到科技带来的好处。”刘昊扬说道。

面向社会，刘昊扬和他身后团队的研发成果应用涉域颇广。不仅仅局限于运动场，影视圈也是研发成果的落地之处。美剧《权力的游戏》中的特效，便使用了刘昊扬公司自主研发的一款动作捕捉系统（Perception Neuron）。5分钟穿戴设备，30秒校准，千元美金即可实现。要知道，世界上其他性能相近的产品售价皆是它的百倍。

这套设备还可通过捕捉人体动作，驱动虚拟角色的动作，营造真实感，剧中尸鬼围攻野人一幕，便是动作捕捉和人群渲染在大场景内的综合运用，逼真的效果使影片真实感得到加强，给观众以更强烈的视觉体验。

北体官微丨20190917期

海报制作 | 许怡涵（大学生记者团）

文字来源 | 叶 琰（大学生记者团）

编辑制作 | 刘可涵（大学生记者团）

校对监制｜秦培栋、王 一

责任编辑｜唐 沛