三維人體骨骼運(yùn)動數(shù)據(jù)編輯與生成方法研究.pdf

1、隨著運(yùn)動捕捉技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)動捕捉數(shù)據(jù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到了計算機(jī)動畫（角色動畫）、電影、游戲等各領(lǐng)域并取得了很大成功。由于運(yùn)動捕捉是在特定場景針對特定人進(jìn)行捕獲的，難以適用于變化的場景，同時由于人體運(yùn)動的高度復(fù)雜性，為運(yùn)動捕獲數(shù)據(jù)的重用帶來了巨大的困難。因此目前針對現(xiàn)有運(yùn)動序列生成新的運(yùn)動序列，提高運(yùn)動捕捉數(shù)據(jù)的重用性成為當(dāng)今研究的一大熱點(diǎn)。本文著重研究了基于捕獲的人體骨骼運(yùn)動數(shù)據(jù)的姿勢編輯和新運(yùn)動序列的生成，具體內(nèi)容如下。
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2、）單幀運(yùn)動姿勢的編輯。由于通過運(yùn)動捕捉系統(tǒng)所捕獲的運(yùn)動數(shù)據(jù)只適用于固定環(huán)境，為了提高運(yùn)動捕捉數(shù)據(jù)的可重用性，通過對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行單幀姿勢編輯來適應(yīng)變化的環(huán)境。具體途徑是通過人機(jī)交互結(jié)合逆向運(yùn)動學(xué)生成目標(biāo)姿勢，首先完成運(yùn)動捕獲 BVH格式數(shù)據(jù)中關(guān)節(jié)角度到關(guān)節(jié)位置的轉(zhuǎn)化，通過人機(jī)交互設(shè)定肢體末端的目標(biāo)位置，然后通過改進(jìn)的循環(huán)坐標(biāo)下降(CCD)算法完成單幀運(yùn)動姿勢的編輯，生成的目標(biāo)姿勢逼真度更高。
　?。?）運(yùn)動序列的生成。獲得目標(biāo)姿勢后

3、，進(jìn)一步生成起始目標(biāo)姿勢和結(jié)束目標(biāo)姿勢之間的運(yùn)動序列，運(yùn)動序列的生成通過連接已有的運(yùn)動數(shù)據(jù)片段完成。首先通過四元數(shù)距離公式來計算幀與幀之間的距離，以此來判斷運(yùn)動姿勢間的相似性，從而得到能夠連接的運(yùn)動片段并保證片段連接之后的自然性。具體研究了運(yùn)動序列的簡單連接和平滑過渡連接兩種連接方法。簡單連接只需把待填充片段放在初始姿勢和目的姿勢之間即可實現(xiàn)；而對于平滑過渡連接則要通過對運(yùn)動捕捉數(shù)據(jù)的插值實現(xiàn)，對于滿足不同條件的運(yùn)動序列分別采用平滑過渡