机械式动作捕捉设备依靠机械装置来跟踪和测量运动轨迹。典型的系统由多个关节和刚性连杆组成，在可转动的关节中装有角度传感器，可以测得关节转动角度的变化情况。装置运动时，根据角度传感器所测得的角度变化和连杆的长度，可以得出杆件末端点在空间中的位置和运动轨迹。实际上，装置上任何一点的运动轨迹都可以求出，刚性连杆也可以换成长度可变的伸缩杆，用位移传感器测量其长度的变化。
动作捕捉设备通常由两部分组成：硬件和软件。硬件一般包括信号收发传感器、信号传输设备、数据处理设备等;这里需要大家知道的是动作捕捉设备一般包括系统设置、空间定位标定、动作捕捉、数据处理等功能模块。此外，您需要了解的是，信号传输传感器通常位于运动物体的关键部位，例如人体的关节。连续信号被定位传感器接收后，通过传输设备进入数据处理工作站。执行运动计算以获得连贯的3D运动数据。当然这个时候还包括运动目标的3D空间坐标，人体关节的6-DOF运动参数等，生成3D骨骼运动数据，可以用来驱动骨骼动画。这是通用工作流程。
动作捕捉设备在运行时也设置在运动物体的关键部位。该技术涉及物理空间中物体的尺寸测量、定位和方位确定等方面的计算机可以直接理解和处理的数据。将设置在运动物体的关键部位，捕捉的位置，经计算机处理后得到三维空间坐标数据。当数据被计算机识别后，当然动作捕捉设备可以应用于动画制作、步态分析、生物力学、人体工程学等领域。此外，与光学动作捕捉相比，其系统成本较低，不仅适用于影视、游戏等行业，也有利于推动VR设备更快进入大众生活。实际上，动作捕捉设备在工作时是利用光学和计算机视觉原理(如Kinect)在计算机中生成模型。光学动作捕捉的优点是表演者的动作范围不受电缆和机械设备的限制。表演者可以自由表演，使用方便。采样率高，可以满足大多数高速运动测量的需要。
