为什么“每 N 平方米一台相机”不可靠
面积相同的两间工作室可能需要完全不同的配置。一间只是演员沿空旷圆圈行走，另一间则需要坐在地面、在设备后方操作双手，或与第二名演员互动。后一种情况会产生更频繁、更持久的遮挡，尽管面积没有变化。
面积只是输入条件之一：
| 输入条件 | 需要记录的内容 | 影响什么 |
|---|---|---|
| 工作区域 | 长、宽、动作高度，以及与墙面和围栏的距离 | 视场、距离与重叠扇区 |
| 动作 | 行走、转身、下蹲、地面动作与快速手势 | 所需相机高度与遮挡时长 |
| 演员与物体 | 人数、工具、家具和设备 | 相互遮挡与固定盲区 |
| 标记点 | 人体或物体上的布局、尺寸、主动或被动类型 | 可见性、可区分性与可用距离 |
| 相机与镜头 | 分辨率、视场、帧率、焦距与实际工作距离 | 覆盖范围与观测质量 |
| 输出数据 | 独立点、刚体、骨骼、手指或实时数据流 | 可接受的数据缺口与处理要求 |
因此，相机数量是几何条件与验收标准的结果，而不是预算中第一个凭经验填写的数字。
三角测量的最低数量不等于可用配置
计算一个点的 3D 位置，至少需要两台相机的同步观测。在这个最低配置下，任何一个视角丢失都会导致该点无法重建。即使两台相机都能看到标记点，近乎相同的观察方向也不如分开布置的视角具有良好几何条件。
第三个及更多独立视角具有明确用途：
- 一个视角被挡住时仍能维持重建；
- 看到人体或物体相反侧面的标记点；
- 在低姿态下从不同高度观察；
- 改善三角测量几何；
- 降低对工作区单一位置的依赖。
在现有相机旁边再增加一台，可能几乎不起作用，因为两台会遭遇相同遮挡。应计算的不是相机总数，而是每个关键动作阶段中有效的独立观测数量。
如何在采购前找出盲区
绘制场地平面图，只标出真正需要数据的区域，而不是整个房间。然后加入障碍物和不同高度。如果演员会抬手或躺在地面，只检查腰部高度的水平截面显然不够。
数据丢失的常见原因
**人体自遮挡。**转身时，胸前标记点对背后相机不可见；弯腰时，相邻身体部位会相互遮挡，需要来自不同方向和高度的视角。
**第二名演员或物体。**如果相机集中布置，一个人、桌子、训练设备或工具就可能同时挡住多台相机。
**视场边缘。**标记点虽然在房间内，却已经超出图像范围。必须测试整个工作体，包括上、下边界。
**距离不足或投影过小。**相机在图纸上覆盖该区域，但标记点在图像中太小或不稳定。图纸覆盖不等于可靠观测。
**杂散反射与光源。**对于红外照明系统，应检查真实场景中的眩光和反射物。简单的可见性图无法描述这些影响。
如何沿工作区周边布置相机
对于常见的人体或刚体捕捉，相机分布在空工作区周边并朝向内部，可以增加观察目标不同侧面的机会。最佳布局取决于应用，但以下原则可避免常见错误。
- **分开视角。**如果目标会转向不同方向，不要把所有相机放在同一面墙上。
- **按需要采用不同高度。**高位相机覆盖整体空间，较低视角有助于地面动作和低位标记点；低机位并非必需，应由场景决定。
- **使用真实视场参数。**在图纸上采用具体镜头参数和传感器方向，而不是通用扇形。
- **检查视场重叠。**多台相机共同看到的区域，比互不重叠扇区的总和更重要。
- **考虑安装与维护。**相机或桁架意外移动会改变标定，应保留安全的调试空间。
- **不要把演示模型当成产品数据表。**简化 3D 模型可以发现布局弱点，但不能替代真实相机和标记点测试。
OptiTrack 的布置指南分别建议周边布局、多样化视角和相机间距：距离过近的设备获得相似图像，在遮挡时提供的帮助较小。
分步计算配置
1. 写下验收动作
描述一段必须完整捕捉的 30–60 秒动作。加入最不利情况：背向转身、弯腰、下蹲、双手靠近身体、接近边界以及与物体互动。
2. 建立工作体
只标出必要区域，并规定标记点最低和最高高度。另外标出数据最关键的位置，以及不需要捕捉的技术通道。
3. 建立初始布局
从周边相机开始。根据具体型号文档，逐台检查距离、角度、高度和可见区域，不要把同一模板套用到所有镜头和模式。
4. 检查独立观测
在路线的每个关键点，不仅检查是否有两个观测，还要检查它们是否充分分开。标出一个障碍物会同时挡住多台相机的位置。
5. 按明确原因增加或移动相机
如果问题来自同一面墙，重新布置可能比附近增加相机更有效。如果地面造成遮挡，可改变高度或增加低视角。如果标记点投影太小，则可能需要改变距离、镜头或相机型号，而不只是数量。
6. 录制并测量缺口
几何原型用于筛选候选布局。最终方案必须使用选定的标记点、服装、光照和软件处理，录制真实路线后确定。
覆盖验证测试路线
| 阶段 | 操作 | 应保存的数据 |
|---|---|---|
| 静止 | 在中心、边缘和低姿态下停留 | 抖动与标记点识别不稳定性 |
| 旋转 | 双臂放下和举起，分别慢速旋转 360° | 各标记点的缺口及持续时间 |
| 低位动作 | 下蹲、弯腰并在地面附近动作 | 可见性随高度的变化 |
| 快速手势 | 重复实际工作中的快速动作 | 丢失、关联错误与恢复 |
| 遮挡 | 从物体后方经过或与另一人互动 | 同时丢失的视角数量 |
| 边界 | 沿工作区周边行走 | 离开视场的区域 |
| 返回 | 丢失后重新进入清晰可见区域 | 轨迹恢复时间与正确性 |
每个阶段不仅要保存最终骨骼，还应在系统支持时保存原始观测或可见性诊断。看起来平滑的重建骨骼可能掩盖了较长的测量缺口。
验收中应包含的指标
- 关键标记点或刚体具有有效重建的时间比例；
- 缺口数量及持续时间分布；
- 中心、边缘和不同高度的独立结果；
- 多个标记点同时被遮挡时的表现；
- 恢复正确识别所需时间；
- 静止标记点抖动；
- 已定义参考标准时，参考点处的误差；
- 3D 输出率与到应用程序的端到端延迟，作为两个独立指标。
比较布局前先设定阈值。预演可视化可以接受的重建时长，可能不适用于训练系统控制或研究协议。没有定义的单一“覆盖质量”百分比不能替代这些指标。
三个面积不变、任务变化的例子
**6 × 6 米工作室中的一名演员。**测试周边布局、转身和接近边界。如果全部动作都站立且遮挡简单，可能不需要低视角。
**手部与地面操作。**在路线中加入低姿态、被身体遮挡的双手和小型标记点。此时高度、距离和分辨率可能比房间面积更关键。
**两名演员与设备。**测试相互遮挡和多个视角同时丢失。可能需要重新分配相机，并将工作区分成多个分析区域。
进行 TAU Lumen 初步预算时，请使用平面图、高度、人数和动作说明。详细预算前还应先确定追踪方式，并非每项任务都需要光学系统。
常见问题
两台相机能看到标记点，是否就够了？
只有在两个观测和合适几何条件始终满足时才够。一个视角被遮挡，该点就无法重建。可用系统需要在整个动作流程中保留观测余量。
八台相机一定比四台好吗？
不一定。八台视角相近的相机可能重复相同盲区，而四台合理分开的相机可能提供更有用的观测。应在同一路线上比较具体布局。
只凭平面图能完成系统设计吗？
平面图支持初步配置，但不能完整描述动作、标记点、反射和软件处理。最终批准前必须录制验收场景。
为什么不能立即承诺相机数量？
面积无法描述高度、镜头、距离、标记点布局和遮挡。负责任的计算会列出假设，并通过测试确认。
来源与延伸阅读
- OptiTrack — Camera Placement：双相机最低要求、周边布局、高度与独立视角。
- OpenMoCap — Rethinking Optical Motion Capture under Real-world Occlusion：真实遮挡为何可能持续较长时间并同时影响相邻标记点。
- Vicon — Types of Motion Capture：光学方法与其他技术的比较，以及工作流程对选择的影响。