基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的角色運(yùn)動(dòng)混合研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在現(xiàn)代娛樂產(chǎn)業(yè)中，角色動(dòng)畫變得越來越重要。豐富的動(dòng)作數(shù)據(jù)作為角色動(dòng)畫的基礎(chǔ)，如何快速的獲取它們已成為角色動(dòng)畫師的重要需求。運(yùn)動(dòng)捕獲技術(shù)以其合成動(dòng)畫數(shù)據(jù)的高度真實(shí)性成為角色動(dòng)畫生成的重要手段，但是此技術(shù)本身也存在一定的局限性并且需要昂貴的硬件設(shè)備支持。為了能重用運(yùn)動(dòng)捕獲得到的數(shù)據(jù)滿足新的需求，運(yùn)動(dòng)編輯技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。運(yùn)動(dòng)混合作為一種重要的運(yùn)動(dòng)編輯手段，通過混合兩段或多段的關(guān)鍵幀動(dòng)畫，可以產(chǎn)生大量動(dòng)畫師難以直接調(diào)整出來的新動(dòng)作，豐富了動(dòng)畫庫，

2、同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)不同動(dòng)作間的流暢切換，產(chǎn)生觀感自然的角色行為。
　　本文對運(yùn)動(dòng)混合技術(shù)展開廣泛和深入的研究，取得的研究成果主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　1）運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)抽象化表示。一般運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)都是以關(guān)節(jié)為研究對象，用角色的每個(gè)關(guān)節(jié)在每個(gè)時(shí)刻的平移值和旋轉(zhuǎn)值來表示運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。本文以骨骼段為研究對象，角色分為八段四肢骨骼和一段中心骨骼，根據(jù)關(guān)節(jié)的位置信息計(jì)算骨骼的向量值，每個(gè)時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)可以抽象為八個(gè)四肢骨骼與中心骨骼的夾角值，用夾角

3、的變化來表示角色運(yùn)動(dòng)特征。這種運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的表示方法簡單快捷，且不需要過多的預(yù)處理，在多段運(yùn)動(dòng)混合算法和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)移算法中有廣泛的使用。
　　2）在多段運(yùn)動(dòng)混合算法中，基于骨骼段的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，本文將曲線簡化算法應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)混合的時(shí)間同步，根據(jù)提取到的同步點(diǎn)對多段例子運(yùn)動(dòng)進(jìn)行時(shí)間變形尋找相似關(guān)鍵幀，用戶可交互改變混合權(quán)值對相似關(guān)鍵幀進(jìn)行插值融合，這樣處理降低了計(jì)算量，不需要大量的預(yù)處理，簡單快捷，能達(dá)到很好的實(shí)時(shí)混合效果。除此之外，本文還對根關(guān)

4、節(jié)進(jìn)行重構(gòu)，角色可按用戶指定的任意路徑運(yùn)動(dòng)，靈活且實(shí)用性強(qiáng)。
　　3）在運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)移混合算法中，本文基于運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)移圖構(gòu)建轉(zhuǎn)移框架，根據(jù)提取到的時(shí)間同步點(diǎn)（也稱為關(guān)鍵姿勢）構(gòu)建相似姿勢查找表，然后進(jìn)行姿勢對齊，創(chuàng)建轉(zhuǎn)移階段，最終進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的混合轉(zhuǎn)移。在整個(gè)算法步驟中，預(yù)處理計(jì)算量不大，在實(shí)時(shí)混合轉(zhuǎn)移時(shí)本文采用四步線性插值算法，能夠生成很好的轉(zhuǎn)移效果。
　　4）本文最終將混合算法封裝起來，進(jìn)行模塊的劃分和類的設(shè)計(jì)，并且提供了可視化的圖形