Cuantificación de la precisión del movimiento: MPJRE, MPJPE y métricas de consistencia para la generación de avatares basada en HMD
En este artículo describimos las métricas de evaluación más relevantes para comparar modelos de reconstrucción de avatares 3D usando el conjunto de datos de captura de movimiento AMASS, con especial atención a la generación de avatares basada en HMD y a la cuantificación de la precisión del movimiento.
MPJPE o Mean Per Joint Position Error mide la distancia euclídea media entre las posiciones de las articulaciones predichas y las reales. Se calcula normalmente tras una alineación rígida o una Procrustes para eliminar sesgos de escala y traslación. MPJPE se reporta en milímetros y se suele acompañar de métricas complementarias como PCK a distintos umbrales y el AUC para evaluar precisión a diferentes tolerancias.
MPJRE o Mean Per Joint Rotation Error evalúa el error medio en la rotación de las articulaciones. Se expresa como la distancia geodésica entre rotaciones, por ejemplo en grados usando quaterniones o representaciones axis-angle. MPJRE es clave cuando la exactitud de la orientación articular tiene impacto visual o físico en la interacción del avatar.
Para cuantificar la precisión de reconstrucción a nivel de superficie se emplean métricas como RMSE por vértice, distancia medio punto a superficie y Chamfer distance entre mallas predicha y real. Estas métricas complementan MPJPE y MPJRE porque capturan errores geométricos finos y deformaciones no evidentes solo con las articulaciones.
Las métricas de consistencia temporal son esenciales para avatares basados en HMD. Entre ellas destacan el error de velocidad y aceleración de las articulaciones, la medida de jerk para evaluar sacudidas y la preservación de contactos con el entorno. Es importante reportar estabilidad por fotograma y consistencia en ventanas temporales para evitar artifactos que rompan la inmersión.
En escenarios HMD los sensores disponibles suelen limitarse a la cabeza y controladores de manos, por lo que la evaluación incorpora métricas específicas: error de pose de cabeza y manos, drift de la raíz, recuperación de postura corporal completa y reproyección de puntos clave desde la vista del HMD. Además se evalúa la robustez frente a oclusiones y la capacidad del modelo para inferir poses plausibles con información parcial.
Un protocolo de evaluación riguroso con AMASS incluye split de entrenamiento y test por sujetos y acciones, evaluación por categorías de movimiento, alineación consistente, y estadísticas robustas como medias, desviaciones estándar y percentiles. También es recomendable realizar pruebas de generalización entre dominios y análisis por subconjuntos de movimiento para entender fortalezas y debilidades del modelo.
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