التصميم التفاعلي الرقمي القائم على الذكاء الاصطناعي والاتصال العام لـ Hua Tuo Five-Animal Frolics
Feb 26, 2025
3. التقاط الحركة على أساس خوارزميات الذكاء الاصطناعي
لتمكين الوظيفة التفاعلية لجهاز التدريبات الخمسة التي تمارسها أمام الكاميرا ، يكمن جوهر في إنشاء اتصال بين التمثيلات الافتراضية والواقعية. يوجد المشارك في العالم الحقيقي ، ولكن يجب إعادة بناءه أولاً في العالم الافتراضي. بعد ذلك ، تتم مطابقة الحرف الظاهري مع الصورة التي أعيد بناؤها للمشارك ، مما يتيح العديد من الميزات التفاعلية. لتحقيق تفاعلات متزامنة للغاية ، يجب معالجة تحديين فنيين رئيسيين:تقدير تشكل الإنسانوإعادة استهداف الحركة البشرية. تعتمد طرق إعادة الإعمار البشرية التقليدية غالبًا على معدات التقاط الحركة باهظة الثمن ، لكن هذه الدراسة تستفيد من مزايا الذكاء الاصطناعي لتحقيق إعادة الإعمار البشري بتكلفة أقل.
Cistanche العشبي الجديد TCM لبناء الأجسام
الهدف الأساسي لتكنولوجيا التقدير البشرية هو اكتشاف المواقف البشرية ونقاط المفاتيح من تدفقات الفيديو. يمكن تطبيق هذه التقنية على ميزتين رئيسيتين لتصميم الجهاز:
يتم التقاط تدفقات الفيديو في الوقت الفعلي عبر الكاميرا ، ويكتشف النموذج نقاط المفاتيح البشرية ، ويستعد للعمليات اللاحقة.
لتلبية متطلبات حركات التدريبات الخمسة ، يتم تحميل مقاطع الفيديو من هذه التمارين مسبقًا في النموذج ، الذي يكتشف نقاط المفاتيح لكل حركة ويولد تسلسلات هيكل عظمي لشخصيات تمارين خمسة مواد ، ويستعد لنقل تمثيلات المستخدم.
جديد TCM العشبي cistanche لبناء الجسم
يوفر القسم التالي شرحًا مفصلاً لعملية التنفيذ الفنية.
جديد TCM العشبي cistanche لبناء الجسم
3.1 استخراج الهيكل العظمي
تستخدم هذه الدراسةOpenposeأداة [13] لتحقيق التقاط وتسجيل نقاط المفاتيح ثنائية الأبعاد في الوقت الفعلي. يستخدم Openpose في المقام الأول لتقدير Time 2D في الوقت الحقيقي. من خلال اكتشاف وربط نقاط المفاتيح (مثل مواقف المفصل) لكل شخص في صورة ما ، فإنه يتيح التعرف على الوضع ، على الرغم من أنه لا يوفر معلومات سطحية ثلاثية الأبعاد أو تجزئة مفصلة لأجزاء الجسم. تقدم هذه الطريقة مفهومحقول التقارب جزء (PAFS)، والتي ، من خلال الشبكات العصبية التلافيفية (CNNs) ، تتنبأ في وقت واحد خرائط الثقة لأجزاء الجسم وحقول التقارب بين الأجزاء. يتم تحليل نقاط المفاتيح باستخدام عملية استنتاج جشع ، مما يوفر أداءً قوياً في الوقت الفعلي.
مع تحضير نموذج Openpose الذي تم تدريبه مسبقًا ، تغذي هذه الدراسة بيانات دفق الفيديو (باستخدام مقاطع الفيديو التوضيحية من قبل البطل الوطني CAO JIN) في النموذج للاستدلال ، واستخراج البيانات الهيكلية للحصول على تسلسلات هيكلية (انظر الشكل 4).
الشكل 4 نتائج الكشف عن نقاط مفاتيح الجسم البشرية
3.2 التقدير الكثيف البشري
يوفر استخراج الهيكل العظمي ثنائي الأبعاد دعمًا محدودًا لمهام إعادة استهداف الحركة اللاحقة وهو ينطبق فقط على رسم خرائط للأحرف البسيطة على الهياكل العظمية ثنائية الأبعاد. لتلبية احتياجات تمثيلات الشخصية الأكثر تعقيدًا ، يجب أيضًا استخراج الهيكل السطحي ثلاثي الأبعاد لجسم الإنسان.كثيف[14] يهدف إلى تحقيق تقدير كثيف تشكل الإنسان من خلال تعيين جميع البكسلات البشرية في صورة إلى نقاطها المقابلة على سطح بشري ثلاثي الأبعاد. لا تكتشف هذه الطريقة فقط نقاط المفاتيح ولكنها توفر أيضًا معلمة سطحية مفصلة لكل جزء من الجسم ، مما يخرج إحداثيات الأشعة فوق البنفسجية وأقنعة تجزئة جزء الجسم.
الكثيف rcnnيستخدم النظام شبكة عصبية تلافيفية (CNN) تجمع بينكثيفطريقة مع بنية القناع rcnn. يستخدم سلسلة من توليد اقتراحات المنطقة وتجميع الميزات ، ثم يستخدم شبكة تلافيفية بالكامل لتنبؤات كثيفة. هذا يولد ملصقات جزء منفصل وإحداثيات السطح المستمر ، وتوقع العلاقة الكثيفة للمراسلات من السطح البشري من خلال التدريب.
نظرًا لأن Densepose يوفر معلومات سطح الجسم الغنية ، فهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب أشكالًا ومظاهر بشرية مفصلة ، مثل النمذجة ثلاثية الأبعاد والواقع الافتراضي (VR) والواقع المعزز (AR). في النهاية ، يكون الكثيف قادرًا على إنشاء بيانات مفصلة تتضمن معلومات السطح البشري وتسلسل الحركة ، ودعم نقل تمثيلات الشخصية الأكثر تعقيدًا (انظر الشكل 5).
الشكل 5 صورة فيديو Hua Tuo الخمسة المليئة بالحيوان
3.3 إعادة استهداف الحركة البشرية
سواء أكان تمكين شخصية افتراضية من محاكاة حركات المستخدم في الوقت الفعلي أو تحريك صورة المستخدم لأداء التمارين الخمسة ، فإن كل ذلك يعتمد علىإعادة استهداف الحركة البشريةتكنولوجيا. تقوم هذه التكنولوجيا بإعادة توجيه تسلسل حركة المصدر إلى تسلسل حركة جديد. هناك العديد من الأساليب لتحقيق ذلك ، واستنادًا إلى متطلبات الجهاز التفاعلي ، تعتمد هذه الدراسة تقنيتين قابلتين للتطبيق.
للاستخراجتسلسل الهيكل العظمي، المعالجة البسيطة القائمة على الهيكل العظمي كافية لنقلها إلى نموذج جديد. على سبيل المثال ، من خلال تصميم نموذج "شكل عصا" ، يمكننا توسيع نقاط المفاتيح الرئيسية وإضافة ألوان مختلفة إلى أجزاء الجسم ، وبالتالي توليد تمثيل جديد.الجدول 3يوضح آثار إعادة الاستهداف بالحركة باستخدام فيديو التدريبات الخمسة.
Tab.3 النتائج التي تحتوي على صورة نقطة رئيسية وصورة من الفيديو المعاد استهداف
لسيناريوهات إعادة استهداف الحركة الأكثر تعقيدًا ، يمكن تقديم نماذج الانتشار للمساعدة في تحقيق الهدف. الالسحريةيسمح Framework [15] بإنشاء رسوم متحركة فيديو تلتزم بتسلسل حركة معين مع الحفاظ على الاتساق الزمني والإخلاص للصورة المرجعية. يقوم هذا النموذج بتضمين الصورة المرجعية في تشفير المظهر لإنشاء مظهر ، في حين أن تسلسل الوضع الهدف (على سبيل المثال ، كثيف) هو إدخال في شبكة تحكم تشكل (ControlNet) لاستخراج ظروف الحركة. استنادًا إلى هاتين الإشاراتين ، يدرب النموذج نموذج نشر الفيديو الذي يقوم بتحريك الهوية المرجعية وفقًا للتشكل المحدد.
باستخدام هذه الميزة ، يمكن لجهازنا التفاعلي أن يأخذ تسلسل حركة المستخدم كسلسلة تشكل الهدف وصورة الحرف التي تمارس الخمسة أمان كصورة مرجعية. يمكّن ذلك حركات المستخدم المجانية أمام الكاميرا من قيادة الحركة المتزامنة لشخصية التمارين الخمسة ، مما يخلق تجربة تفاعلية (انظرالشكل 6).
الشكل 6 توليد تأثير الشاشة
4.
4.1 الميزات الوظيفية
يقوم جهاز "Move ، Keep Runking ، والاستمتاع به" ، بتكنولوجيا الكاميرات وتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي لتمكين المشاركين من أداء سلسلة من المهام أمام الجهاز. ثم يتم تسجيل هذه الحركات في الوقت الحقيقي ومطابقة مع صور الأحرف الافتراضية ، مما يوفر تجربة تفاعلية غامرة. يتم عرض سيناريوهات التطبيق للجهاز التفاعلي فيالشكل 7.
ميزة 1: يمكن للمستخدمين الاختيار من بين مجموعة متنوعة من تمثيلات الأحرف الافتراضية استنادًا إلى التفضيلات الشخصية ، بما في ذلك أحرف Kung Fu النابضة بالحياة ، وأحرف Block المصممة بشكل فريد ، وأرقام العصا المبسطة. من خلال هذه المؤثرات البصرية ، يتمتع المستخدمون بتجربة تفاعلية غنية. هذه الأحرف لا تحاكي حركات المستخدمين فحسب ، بل تستجيب لهم أيضًا.
ميزة 2: يمكن للمستخدمين التقاط صور كاملة للجسم أمام الكاميرا لتعزيز تجربة أداء التمارين الخمسة. يقوم النظام بإدراج صورة المستخدم في مقاطع فيديو التمرين الخمسة ، مما يسمح للمستخدمين بتخيل أنفسهم كأساتذة في تمارين Hua Tuo الخمسة للحيوانات ، وتنفيذ مختلف الحركات المهنية بدقة.
Fig.7 سيناريوهات تطبيق WildFit
4.2 إعدادات المعلمة
تم تسمية الجهاز"تحرك ، ابق بصحة جيدة ، واستمتع"لإنشاء علاقة بين الحيوانات والطبيعة واللياقة. الهدف هو جعل التصميم جسرًا بين هذه العناصر الثلاثة. بناءً على هذا المفهوم ، يعد الجهاز تثبيتًا تفاعليًا على الشاشة يهدف إلى وضعه على المروج الخارجية أو في حدائق الملاهي. وهي مجهزة بمعلمات مختلفة ، كما هو موضح فيالجدول 4.
الجدول 4: "تحرك ، حافظ على صحة جيدة ، واستمتع" تكوين المعلمة "
| المعلمة | تفاصيل |
|---|---|
| حجم الشاشة | 2.5m × 1.5m |
| دقة | 1920 بكسل × 1080 بكسل |
| أزرار تفاعلية | زر البدء ؛ زر تتبع الحركة وتغذية المراكز. زر الخروج |
| تلمس الحساسية | وقت استجابة 10 مللي ثانية ، معدل إطار 30 إطارًا في الثانية ؛ يدعم إيماءات اليد ، وضعية الجسم ، والاستشعار البدني |
| تفاعل ردود الفعل | مطالبات الصوت أو ردود الفعل البصرية (على سبيل المثال ، مؤشرات توضح وضعية الجسم غير المحسوبة أو إيماءات الحركة غير المكتملة) |
| متانة | IP65 تصنيف مقاوم للماء. قذيفة مادة سبيكة الألومنيوم
|
Fig.8 Wildfit Design Concept العرض التوضيحي
4.3.2 التقييم البدني: المحتويات والأساليب
لتقييم تأثير الجهاز المادي بعد تطبيقه ، يتم اقتراح طرق التقييم التالية:
1) مؤشرات الصحة البدنية
غاية: قارن مؤشرات الصحة البدنية للمشاركين قبل وبعد الانخراط في برنامج اللياقة (على سبيل المثال ، الوزن ، نسبة الدهون في الجسم ، معدل ضربات القلب ، ضغط الدم) لتقييم تأثير برنامج اللياقة على الصحة البدنية.
طريقة: تحليل الانحدار الخطي
يتم استخدام الانحدار الخطي لتحليل التغييرات في مؤشرات الصحة البدنية للمشاركين قبل وبعد برنامج اللياقة. الصيغة كما يلي:
y=β₀ + β₁x + ε
Y: متغير تابع (على سبيل المثال ، تغيير الوزن).
X: متغير مستقل.
β₀وβ₁: معاملات الانحدار.
ε: خطأ عشوائي.
2) مؤشرات الصحة النفسية
غاية: التحقيق في مؤشرات الصحة النفسية للمشاركين بعد المشاركة في برنامج اللياقة (على سبيل المثال ، الحالة العاطفية ، مستويات التوتر ، السعادة) لتقييم تأثيرها على الرفاه العقلي.
طريقة: تحليل الانحدار اللوجستي
يستخدم الانحدار اللوجستي لتقييم تأثير البرنامج على مؤشرات الصحة النفسية (على سبيل المثال ، السعادة). الصيغة كما يلي:
p (y =1)=1 / (1 + e^-(β₀ + β₁x)))
Y: متغير ثنائي (على سبيل المثال ، ما إذا كان المشارك يشعر بالسعادة).
X: متغير مستقل.
β₀وβ₁: معاملات الانحدار.
بالنسبة لجهاز "Move ، ابق بصحة جيدة ، واستمتع" ، يتم تفصيل المتغيرات المستقلةالجدول 5.
3) مسح المشاركة والرضا
غاية: التحقيق في مشاركة المشاركين ورضاها عن برنامج اللياقة.
طريقة: تصميم وتوزيع استبيان استبيان لجمع ملاحظات المستخدم على قابلية استخدام الجهاز ، والتمتع والتطبيق العملي ، وكذلك الرضا العام عن الجهاز التفاعلي للتمرين الخمسة.
سيقوم المشاركون بتقييم هذه الجوانب ، وسيتم استخدام درجات التعليقات والاقتراحات لتقييم فعالية الجهاز.
