Formatos de datos HMC
Formatos de datos HMC
Los sistemas HMC emplean diferentes formas de capturar y representar los movimientos de una persona. Las principales son las siguientes:
- Posiciones 3D de las articulaciones: Una forma muy común de dar información sobre la pose de una persona es proporcionar el punto 3D (el centroide) ocupado por cada una de sus articulaciones (muñeca, codo, rodillas, etc...), y por cada uno de sus efectores finales (puntas de los dedos, manos, pies, etc.)
En términos matemáticos, siendo N el número de puntos 3D relevantes del cuerpo (articulaciones, efectores finales, etc), y Pi uno de estos puntos, la pose de la persona se puede describir como:
- Ángulos de articulaciones (joint angles): Si se conocen las medidas de la persona percibida (longitudes de brazo, antebrazo, ancho del torso, etc...) es posible crear lo que se denomina un modelo cinemático de dicha persona. En la figura, puede verse el modelo cinemático que utiliza el software 3D Studio Max:

Conocido el modelo cinemático, la pose de la persona se puede representar como el conjunto de ángulos de giro de cada una de las articulaciones en cada uno de sus ejes de giro (también llamados grados de libertad). Por ejemplo, para describir la siguiente pose del modelo anterior:
Basta con decir que el codo derecho ha girado 90 grados respecto al eje de flexión/extensión, y la muñeca derecha otros 90 respecto al mismo eje.
En términos matemáticos, siendo K el número de ejes de giro totales de todas las articulaciones del cuerpo, y Θj el ángulo de giro de una articulación respecto a un eje, la pose de la persona se puede describir como:
Grados de libertad
Un término muy común cuando se habla de representar los movimientos del cuerpo es el de Grados de Libertad, o DOF (Degrees of Freedom).
Una articulación une dos segmentos corporales, y define el movimiento de uno de ellos (el segmento o nodo hijo) respecto al otro (nodo padre), tomando como referencia el punto donde se localiza la articulación. Los grados de libertad codifican dicho movimiento articular. Dada una articulación, ésta puede tener hasta 6 grados de libertad:
- 3 traslaciones: Una articulación puede desplazar al nodo hijo respecto al padre en cada uno de los tres ejes de coordenadas (X,Y,Z).
- 3 rotaciones: Una articulación puede girar al nodo hijo respecto al padre en cada uno de los tres ejes de coordenadas (X,Y,Z). En anatomía estos giros reciben un nombre, como indica la figura:

Imagen tomada de Steven P. Arnoczky
Es importante tener en cuenta que no todas las articulaciones poseen todos los grados de libertad (de hecho, muy pocas articulaciones poseen algún grado de traslación). Por ejemplo, el codo sólo puede girar respecto a su eje de flexión/extensión. Por otro lado, incluso aunque una articulación pueda girar respecto a un DOF, existen ángulos límite más allá de los cuales no es posible girar. Por ejemplo, el códo sólo puede girar en un sentido.
- Fuerzas: Si se posee no sólo un modelo cinemático de la persona, sino un modelo dinámico, es posible describir una pose usando una representación de la física que provoca dicha pose.
Un modelo dinámico incluye toda la información de un modelo cinemático, pero también incluye información adicional: pesos de segmentos corporales, centros de masas, rozamientos, presiones, fuerza de la gravedad, configuración muscular, etc...
Usando una representación basada en fuerzas, la pose de la persona se registra como el conjunto de fuerzas que, aplicadas sobre dicha persona, producen esa cierta pose. Como se puede intuir, esta representación implica un modelo y unos cálculos mucho más complejos que las anteriores. Su ventaja es que es una representación mucho más completa y fidedigna del movimiento percibido.