基于數據驅動的角色運動混合研究與實現.pdf

1、在現代娛樂產業(yè)中，角色動畫變得越來越重要。豐富的動作數據作為角色動畫的基礎，如何快速的獲取它們已成為角色動畫師的重要需求。運動捕獲技術以其合成動畫數據的高度真實性成為角色動畫生成的重要手段，但是此技術本身也存在一定的局限性并且需要昂貴的硬件設備支持。為了能重用運動捕獲得到的數據滿足新的需求，運動編輯技術應運而生。運動混合作為一種重要的運動編輯手段，通過混合兩段或多段的關鍵幀動畫，可以產生大量動畫師難以直接調整出來的新動作，豐富了動畫庫，

2、同時還可以實現不同動作間的流暢切換，產生觀感自然的角色行為。
　　本文對運動混合技術展開廣泛和深入的研究，取得的研究成果主要表現在以下幾個方面：
　　1）運動數據抽象化表示。一般運動數據都是以關節(jié)為研究對象，用角色的每個關節(jié)在每個時刻的平移值和旋轉值來表示運動數據。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，根據關節(jié)的位置信息計算骨骼的向量值，每個時刻的運動數據可以抽象為八個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動特征。這種運動數據的表示方法簡單快捷，且不需要過多的預處理，在多段運動混合算法和運動轉移算法中有廣泛的使用。
　　2）在多段運動混合算法中，基于骨骼段的數據結構，本文將曲線簡化算法應用于運動混合的時間同步，根據提取到的同步點對多段例子運動進行時間變形尋找相似關鍵幀，用戶可交互改變混合權值對相似關鍵幀進行插值融合，這樣處理降低了計算量，不需要大量的預處理，簡單快捷，能達到很好的實時混合效果。除此之外，本文還對根關

4、節(jié)進行重構，角色可按用戶指定的任意路徑運動，靈活且實用性強。
　　3）在運動轉移混合算法中，本文基于運動轉移圖構建轉移框架，根據提取到的時間同步點（也稱為關鍵姿勢）構建相似姿勢查找表，然后進行姿勢對齊，創(chuàng)建轉移階段，最終進行運動的混合轉移。在整個算法步驟中，預處理計算量不大，在實時混合轉移時本文采用四步線性插值算法，能夠生成很好的轉移效果。
　　4）本文最終將混合算法封裝起來，進行模塊的劃分和類的設計，并且提供了可視化的圖形