Converter C3D para BVH

Um sistema de captura de movimento pode produzir C3D, enquanto um game engine ou pacote de animação de personagens aceita apenas BVH. A conversão dos arquivos exige resolver as trajetórias dos marcadores em um esqueleto; não é uma simples reescrita do formato de arquivo.

O que é o formato C3D

C3D é um contêiner binário de captura de movimento usado para trajetórias sincronizadas de marcadores 3D, canais analógicos, medições de plataformas de força, eventos e metadados de ensaios. Vicon Nexus, Qualisys Track Manager, Motion Analysis Cortex, sistemas BTS e muitas aplicações biomecânicas criam ou exportam arquivos C3D.

Um ensaio normalmente contém marcadores identificados, como LASI, RASI, LKNE e RKNE, mas o C3D não exige um esqueleto articulado completo, hierarquia de ossos, limites articulares ou rotações articulares resolvidas. Os rótulos dos marcadores e as convenções de coordenadas também variam entre os sistemas de captura.

O que é o formato BVH

BVH, ou Biovision Hierarchy, armazena uma hierarquia de esqueleto seguida por valores de canais por quadro, normalmente a translação do root e as rotações articulares Euler. Ele é compatível com Blender, Autodesk MotionBuilder, muitos pacotes de jogos e animação e outros softwares que consomem movimento esquelético.

O BVH é útil quando o destino precisa de ossos prontos para animação. Sua estrutura baseada em texto é relativamente fácil de inspecionar e trocar, mas normalmente não consegue preservar os rótulos dos marcadores C3D, dados de força, sinais analógicos, resíduos, informações de qualidade das câmeras ou a maior parte dos metadados do ensaio. Mantenha o C3D original como fonte de arquivamento.

Como converter C3D para BVH

O fluxo de trabalho mais confiável usa uma aplicação de captura de movimento ou animação capaz de importar C3D, resolver marcadores e exportar BVH. Autodesk MotionBuilder é adequado para limpeza de dados ópticos, mapeamento de conjuntos de marcadores, definição de personagens, resolução, retargeting e exportação de BVH. Blender pode realizar o mesmo processo a um custo menor, mas requer um importador de C3D compatível e mais configuração manual.

1. Abra o ensaio no software de captura ou biomecânico que o criou. Verifique a taxa de quadros, as unidades, as direções dos eixos, os rótulos dos marcadores, as lacunas e o intervalo de quadros. Corrija marcadores identificados incorretamente ou ausentes e filtre as trajetórias ruidosas antes da resolução.
2. Use BTK ou ezc3d para inspeção local e pré-processamento quando a aplicação original não estiver disponível. Instale ezc3d com pip install ezc3d; ele pode ler pontos C3D, dados analógicos, parâmetros e temporização, mas não infere um esqueleto nem produz um BVH válido por conta própria.
3. No MotionBuilder, importe o C3D por meio do comando de importação de dados ópticos disponível. Carregue ou crie o conjunto de marcadores do sujeito e mapeie os rótulos para pontos anatômicos, como pelve, joelhos, tornozelos, ombros e cotovelos. Os nomes exatos dos menus podem variar conforme a versão do MotionBuilder e as opções de importação instaladas.
4. Crie a resolução óptica ou a resolução de marcador para esqueleto. Defina a pose de repouso, as proporções do sujeito, os comprimentos dos ossos, a hierarquia pai-filho, o marcador root e quaisquer filtros de marcadores necessários. Uma nuvem genérica de marcadores não é suficiente para determinar um esqueleto confiável.
5. Inspecione o movimento resolvido para identificar membros esquerdo e direito trocados, direção de orientação incorreta, deslizamento dos pés, inversões dos joelhos, erros nos ombros e descontinuidades causadas por oclusão. Corrija os dados dos marcadores ou as configurações da resolução antes de fazer o baking.
6. Faça a caracterização do esqueleto resolvido, aplique o baking à animação das articulações, defina o intervalo de quadros e a taxa de amostragem necessários e, em seguida, exporte o movimento como BVH. Selecione o root correto, os canais de translação, a convenção de eixos e a ordem de rotação Euler para o software de destino.

No Blender, instale um importador de C3D compatível com a versão instalada do Blender, importe as trajetórias dos marcadores, crie ou importe um armature com proporções adequadas, aplique constraints do armature aos marcadores, faça o baking da action resultante e use File → Export → Motion Capture (.bvh). O exportador de BVH do Blender grava um armature existente; ele não transforma de forma confiável pontos de marcadores não identificados em um esqueleto humano.

Verificações de qualidade e compatibilidade

• Unidades: os dados C3D geralmente são expressos em milímetros, enquanto os leitores de BVH podem interpretar os valores como centímetros ou unidades de cena arbitrárias. Aplique a escala necessária aos comprimentos dos ossos e às translações do root e, em seguida, verifique a altura do sujeito e a distância percorrida.
• Eixos: confirme o eixo vertical, a direção para frente, a orientação e o sistema de coordenadas de origem em ambas as aplicações. Uma incompatibilidade pode girar, espelhar ou inverter o movimento.
• Ordem de rotação: o BVH declara a ordem dos canais de cada articulação em sua hierarquia. Um importador que presume outra ordem Euler pode criar uma torção aparente dos membros mesmo quando a resolução da fonte está correta.
• Movimento do root: decida se o BVH deve conter translação horizontal, translação vertical e rotação de orientação. Alguns destinos esperam locomoção no root; outros usam uma animação in-place.
• Temporização dos quadros: preserve o intervalo de quadros e a taxa de amostragem do C3D, a menos que a reamostragem seja intencional. Confirme se o frame time do cabeçalho do BVH corresponde à taxa de reprodução do destino.
• Lacunas e oclusões: marcadores ausentes ou identificados incorretamente podem produzir saltos nas articulações, rotações implausíveis e deslizamento dos pés. Preencha as lacunas ou exclua os segmentos afetados antes de fazer o baking.
• Perda de dados: o BVH geralmente retém apenas um esqueleto e os canais de animação. Exporte separadamente um C3D limpo ou outro formato de análise se plataformas de força, sinais analógicos, eventos, resíduos dos marcadores ou trajetórias originais forem necessários posteriormente.

Conversores online e alternativas

Não existe um conversor genérico de C3D para BVH amplamente confiável, pois a conversão exige um modelo de marcadores específico do sujeito e uma resolução esquelética, não apenas um parser de formato. Sites genéricos de conversão de arquivos não conseguem inferir a hierarquia dos ossos ou as rotações articulares. Use o software do fabricante do sistema de captura, MotionBuilder ou um fluxo de trabalho local no Blender; evite enviar dados de captura de movimento identificáveis ou proprietários para serviços não verificados.