基于物理的角色動畫模擬研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、角色動畫是計(jì)算機(jī)三維動畫的一種，它描述一個(gè)或多個(gè)角色的運(yùn)動過程。近年來，計(jì)算機(jī)軟硬件能力的不斷提升以及計(jì)算機(jī)圖形、圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展完善很大程度上推動了角色動畫的發(fā)展。目前，角色動畫已被廣泛應(yīng)用于游戲，影視，廣告等諸多領(lǐng)域，并在這些領(lǐng)域中體現(xiàn)出越來越重要的作用。雖然角色可以通過動畫驅(qū)動取得各種各樣的動作，但是動畫是獨(dú)立于物理而存在的，角色只是根據(jù)預(yù)先生成的動畫數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動?；谖锢砟M的角色動畫會模擬真實(shí)的物理世界，并考慮角色的各種

2、物理因素及物理屬性，比如角色應(yīng)該具有質(zhì)量和慣性，角色與環(huán)境之間會存在碰撞力，摩擦力等等，基于物理模擬的角色動畫運(yùn)用牛頓動力學(xué)方程，原理來計(jì)算角色的位置，朝向等，以確定角色各個(gè)時(shí)候的狀態(tài)。
　　本文在已有角色動畫系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)了基于物理的角色動畫，主要實(shí)現(xiàn)了以下三個(gè)方面的功能：首先通過ODE引擎并結(jié)合角色的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為角色創(chuàng)建一個(gè)剛體鏈接體以實(shí)現(xiàn)角色的物理模擬，角色剛體鏈接體可以與角色所處物理環(huán)境進(jìn)行真實(shí)的交互，最終再將鏈接體信

3、息轉(zhuǎn)化為動畫信息，便實(shí)現(xiàn)了物理模擬的角色動畫。其次為角色添加了物理修飾器。在角色基于純動畫數(shù)據(jù)驅(qū)動的過程之中，角色物理修飾器通過不斷探查角色自身狀態(tài)及角色周圍物理環(huán)境以對角色行為進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和限制。這樣，即使沒有對角色進(jìn)行物理模擬，也可以使其具有一定的物理屬性。最后通過對傳統(tǒng)動畫混合的研究實(shí)現(xiàn)了角色動畫的實(shí)時(shí)局部動態(tài)混合，使得角色不需要進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換便可實(shí)時(shí)局部的播放另一段動畫中的動作，即角色身體的某些部分由主動畫驅(qū)動，而另一些部分由從