復(fù)雜環(huán)境下角色動(dòng)畫的自動(dòng)化選擇與合成的研究實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)硬件與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)算法的不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)動(dòng)畫正在成為當(dāng)前研究的一大熱點(diǎn)。在該領(lǐng)域,角色動(dòng)畫是一個(gè)重要的研究方向。它在數(shù)字娛樂領(lǐng)域取得了巨大的成功,但還存在著很多問題尚待解決。
　　 角色動(dòng)畫是對(duì)真實(shí)世界中人物的模擬,要想讓角色動(dòng)畫逼真,讓人具有代入感,保證角色的真實(shí)感是唯一的途徑。然而,角色具有多個(gè)自由度和非常復(fù)雜的肢體運(yùn)動(dòng),且外形不規(guī)則,運(yùn)動(dòng)的風(fēng)格以及臉部表情千變?nèi)f化。人類對(duì)自身的運(yùn)動(dòng)又非常熟悉,經(jīng)常能夠從遠(yuǎn)處僅通過

2、走路的姿態(tài)就識(shí)別出熟悉的人,且容易察覺其不協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)。因此,如何保證運(yùn)動(dòng)的真實(shí)感是一個(gè)重要的問題。這也是本文研究的第一個(gè)問題。
　　 通過運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的角色動(dòng)畫,由于其數(shù)據(jù)來源于真實(shí)世界中表演者的活動(dòng),所以能夠保證運(yùn)動(dòng)的真實(shí)感。因此,本論文采用基于運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的方法來制作角色動(dòng)畫。然而該方法原理上是三維運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)單錄制和重放,無法提供對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)更多的交互控制。這使得該方法的數(shù)據(jù)可重用性低,難以適應(yīng)交互性強(qiáng)的應(yīng)用。
　　 為

3、了解決該問題,本論文采用運(yùn)動(dòng)圖的方法將運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)構(gòu)造成運(yùn)動(dòng)圖,并將生成目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的問題轉(zhuǎn)換為在該圖中搜索一條路徑的等價(jià)問題。將運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)中的每一幀的姿勢(shì)作為運(yùn)動(dòng)圖的一個(gè)節(jié)點(diǎn),再找到這些姿勢(shì)中相近的姿勢(shì),為其創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)之間的過渡,作為運(yùn)動(dòng)圖的邊。就將原始固定為線性結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)重構(gòu)為靈活性更好的圖狀結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)圖。然而,運(yùn)動(dòng)圖方法也有其固有的缺陷,那就是生成運(yùn)動(dòng)的效率與功能性受制于構(gòu)成它的運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)庫,令人詬病。
　　 為了彌

4、補(bǔ)運(yùn)動(dòng)圖的缺陷,本文采用了擴(kuò)展的方法對(duì)運(yùn)動(dòng)圖進(jìn)行擴(kuò)展,并采用了相應(yīng)的壓縮算法對(duì)運(yùn)動(dòng)圖進(jìn)行了壓縮。擴(kuò)展的目的是為了增加運(yùn)動(dòng)圖的功能性,而壓縮的目的是為了降低運(yùn)動(dòng)圖的容量,提高運(yùn)動(dòng)圖生成運(yùn)動(dòng)的效率。
　　 當(dāng)前的角色動(dòng)畫制作技術(shù),依賴于有經(jīng)驗(yàn)的動(dòng)畫師,是一項(xiàng)需要大量的體力與腦力勞動(dòng)的工作。提高角色動(dòng)畫制作效率,減少動(dòng)畫師的參與,能夠有效降低角色動(dòng)畫制作的時(shí)間與制作成本。然而,由于角色動(dòng)畫制作自身的復(fù)雜性與不確定性,如何提高角色動(dòng)畫制