Introducción
Introducción
Los sistemas de captura de movimiento son aquellos que se encargan de grabar las acciones y los desplazamientos de diferentes objetos percibidos, con el objetivo de obtener una representación de dichos movimientos que pueda luego ser reproducida, por ejemplo, en un entorno virtual. A estos sistemas se los suele denominar por su nombre en inglés como sistemas de Motion Tracking, sistemas de Motion Capture o sistemas Mocap.
Si bien pueden usarse para capturar el movimiento de un mecanismo, el trote de un caballo o las carambolas en una mesa de billar, lo cierto es que la aplicación más usual de estos sistemas es la grabación y representación de los movimientos de una, o varias, personas. En estos casos, se habla de sistema HMC (Human Motion Capture).
Los sistemas HMC tienen un gran número de aplicaciones, que se ha visto significativamente incrementado en los últimos años. Entre estas aplicaciones se pueden destacar las siguientes:
- Animación de personajes virtuales en el cine: En el cine se emplean cada vez más personajes generados por ordenador. Para conseguir que dichos personajes actúen y se muevan de forma natural, se capturan los movimientos de un actor real y luego dichos movimientos se trasladan al cuerpo del actor virtual.


- Animación de personajes virtuales en videojuegos: Los videojuegos (de ordenador y de consola) son hoy día la principal industria del ocio. Su complejidad y grado de realismo ha aumentado enormemente en los últimos años. Al igual que ocurre en el cine, para conseguir personajes que se mueven de forma fluida y natural, se capturan los movimientos de un actor real y luego se trasladan al actor virtual. Los sistemas HMC empleados para capturar movimientos para el cine o para un videojuego son esencialmente los mismos y, aunque tradicionalmente en los videojuegos se permitían animaciones de calidad algo inferior, la brecha entre ambas aplicaciones se va cerrando conforme los videojuegos crecen en complejidad, detalle y rentabilidad.

- Aplicaciones médicas: Los sistemas HMC se utilizan con fines médicos, para detectar lesiones, malformaciones o problemas a partir del análisis de los movimientos de una persona, para recopilar datos sobre la evaluación del paciente en terapias de rehabilitación, o para realizar estudios de ergonomía (por ejemplo, comprobar si un determinado mobiliario de oficina fuerza posturas perjudiciales o no).


- Interfaces humano-máquina avanzados: El control de un ordenador mediante gestos puede realizarse si se utiliza un sistema HMC que capture los movimientos de una persona, sobre todo los de las manos, y en la cara los ojos para saber dónde está mirando. Los siguientes vídeos muestran dos aplicaciones de este tipo.
- Sistemas de vigilancia: Un sistema de seguridad que vigile una determinada zona (por ejemplo, una cámara de vigilancia en un parking) puede ver su eficacia multiplicada si se le añaden funcionalidades de captura y análisis de movimiento automáticos. Observando el patrón de movimientos de una persona, por ejemplo, se pueden detectar conductas sospechosas (por ejemplo, una persona en un parking que en lugar de entrar o salir de un coche da vueltas en torno a ellos, examinándolos) o situaciones potencialmente peligrosas (por ejemplo, una persona que deja una mochila en un rincón y se marcha).

- Sistemas de interacción y aprendizaje para robots sociales: Un robot social debe cooperar con personas en tareas cotidianas. Eso implica ser capaz de percibir a la persona y analizar sus movimientos, con un sistema HMC, para coordinar la acción del robot con esos movimientos.
Por otro lado, un robot social no puede predecir todos los posibles escenarios en que se va a encontrar, por lo que debe contar con mecanismos de aprendizaje que le permitan adaptarse a situaciones cambiantes y nuevas. De entre los sistemas de aprendizaje de tareas para robots sociales, el aprendizaje por imitación es uno de los más potentes: permite a una persona enseñar a un robot cómo realizar una tarea simplemente demostrándole como se hace. Para poder aprender por imitación, un robot social necesita capturar los movimientos de la persona.
Al igual que hay muchas aplicaciones para el HMC, también hay muchas formas distintas de capturar los movimientos de una persona. Los sistemas de captura varían en su precio, precisión, complejidad, tiempo de respuesta, robustez, versatilidad, etc. En esta Unidad Didáctica, antes de detallar el mecanismo de HMC que emplea la Kinect, se describirán las principales formas existentes de capturar los movimientos de una persona, realzando sus ventajas e inconvenientes, con el objetivo de que el alumno sepa discriminar adecuadamente cuál debería ser el sistema HMC empleado según la aplicación.