面向多骨骼及多風(fēng)格的行走運(yùn)動(dòng)控制器.pdf

1、基于控制器的物理運(yùn)動(dòng)生成技術(shù)近年來一直是計(jì)算機(jī)動(dòng)畫研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。該技術(shù)已能夠生成視覺上較為真實(shí)的運(yùn)動(dòng)，然而目前仍存在著角色骨架單一和運(yùn)動(dòng)風(fēng)格不可變的缺陷。這些缺陷導(dǎo)致控制器難以快速適應(yīng)各類目標(biāo)需求，阻礙了其應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)展。
　　為了提高運(yùn)動(dòng)控制器的適應(yīng)性，針對(duì)控制器運(yùn)動(dòng)生成和優(yōu)化方法進(jìn)行研究，提出了一種面向多骨骼及多風(fēng)格的行走運(yùn)動(dòng)控制器及其生成方法，使用一種改進(jìn)的比例微分控制器，并對(duì)控制器中的比例微分系數(shù)和目標(biāo)姿態(tài)進(jìn)

2、行優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文方法的控制器可以生成面向多骨骼和多風(fēng)格的行走運(yùn)動(dòng)，其生成運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性相對(duì)于其他方法提高一至兩個(gè)數(shù)量級(jí)，且比例微分系數(shù)和目標(biāo)姿態(tài)均由優(yōu)化自動(dòng)生成，用戶只需設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)的初始參數(shù)。
　　本文工作主要包括以下內(nèi)容:
　　(1)針對(duì)基于物理模型和基于控制器的人體運(yùn)動(dòng)生成方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，選擇Simple Biped Controller作為基礎(chǔ)控制器框架，并使用一種改進(jìn)的比例微分控制器作為預(yù)處理。

3、
　　(2)為了提高控制器面向多骨骼的適應(yīng)性，基于角色骨骼的幾何及質(zhì)量差異，根據(jù)規(guī)則對(duì)控制器的比例微分系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并引入一種基于二分求解的旋轉(zhuǎn)迭代算法對(duì)比例微分系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
　　(3)為了提高控制器面向多風(fēng)格的適應(yīng)性，提出多個(gè)目標(biāo)函數(shù)，從穩(wěn)定性和風(fēng)格多樣性的角度描述人體行走運(yùn)動(dòng)，使用協(xié)方差矩陣自適應(yīng)進(jìn)化策略對(duì)控制器中的目標(biāo)姿態(tài)進(jìn)行優(yōu)化。
　　(4)開發(fā)了一套基于控制器的物理運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使用模塊化的方法組織其功能，