運(yùn)動(dòng)合成算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著影視和游戲行業(yè)的快速發(fā)展，運(yùn)動(dòng)合成算法成為了近些年的研究熱點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)合成算法研究如何根據(jù)已有的運(yùn)動(dòng)片段，來生成滿足一定需求的新的運(yùn)動(dòng)序列。其中，運(yùn)動(dòng)圖技術(shù)作為一種有效的人體運(yùn)動(dòng)合成算法在該領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。
　　運(yùn)動(dòng)圖技術(shù)的核心思想是以圖的方式將不同的運(yùn)動(dòng)連接起來，將生成新的運(yùn)動(dòng)序列的問題轉(zhuǎn)化成根據(jù)運(yùn)動(dòng)圖尋找路徑的問題。一般方法構(gòu)建的運(yùn)動(dòng)圖只包含一些正常的走，跑等基本運(yùn)動(dòng)，很少將一些不同的運(yùn)動(dòng)風(fēng)格包含其中，例如開心的跑，自信的走

2、等。如果一個(gè)運(yùn)動(dòng)圖中包含很多不同風(fēng)格的運(yùn)動(dòng)，而且這些運(yùn)動(dòng)之間可以自然的過渡，那么我們就可以根據(jù)角色人物的心情變化或者故事的需要在不同時(shí)間選擇不同風(fēng)格的運(yùn)動(dòng)，來使刻畫的人物更形象生動(dòng)。將多樣化運(yùn)動(dòng)風(fēng)格添加到運(yùn)動(dòng)合成技術(shù)中，無論是對(duì)3D動(dòng)畫制作還是游戲設(shè)計(jì)都是更好的選擇，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
　　然而做到這一點(diǎn)并不容易，直接使用傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)圖，首先面臨的問題是，隨著不同的運(yùn)動(dòng)風(fēng)格添加到原有的運(yùn)動(dòng)圖中，構(gòu)建時(shí)間和搜索時(shí)間隨運(yùn)動(dòng)圖的規(guī)模的擴(kuò)

3、大而成倍增長；其次，構(gòu)建出的運(yùn)動(dòng)圖連通性很差，多樣風(fēng)格的運(yùn)動(dòng)之間沒有很好的關(guān)聯(lián)，在后面搜索時(shí)無法快速搜索出滿意的路徑。
　　為了解決這個(gè)問題，我們提出一種方法，構(gòu)建一種帶結(jié)構(gòu)表的運(yùn)動(dòng)圖。結(jié)構(gòu)表是本文所提出的一種新的結(jié)構(gòu)，它可以存儲(chǔ)所有運(yùn)動(dòng)片段的位置信息，利用這些信息可以引導(dǎo)高效地構(gòu)建更合理的運(yùn)動(dòng)圖，同時(shí)允許在構(gòu)建期間做局部優(yōu)化，最后將圖的搜索問題轉(zhuǎn)化為查表操作和局部搜索，極大的提高了運(yùn)動(dòng)圖的構(gòu)建和搜索效率。此外，離線搜索時(shí)，經(jīng)常存

4、在兩個(gè)連續(xù)運(yùn)動(dòng)之間沒有直接過渡的情況，基于此，我們提出了一個(gè)解決方法，該方法基于結(jié)構(gòu)表提供的信息，建立一個(gè)帶權(quán)重的有向圖，我們稱之為導(dǎo)航圖，利用導(dǎo)航圖在沒有直接過渡的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)之間找到合適的若干其他運(yùn)動(dòng)作為中間運(yùn)動(dòng)，自然的銜接起這兩個(gè)原始運(yùn)動(dòng)。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明結(jié)構(gòu)表的使用可以大幅減少運(yùn)動(dòng)圖的構(gòu)建和搜索時(shí)間，同時(shí)使得生成的運(yùn)動(dòng)圖具有更好的連通性，避免很多不合理運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生，最終使構(gòu)建包含大量多樣風(fēng)格運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)圖成為可能。導(dǎo)航圖的使用進(jìn)