基于物理的角色動(dòng)畫模擬研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、角色動(dòng)畫是計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫的一種，它描述一個(gè)或多個(gè)角色的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。近年來(lái)，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(dòng)了角色動(dòng)畫的發(fā)展。目前，角色動(dòng)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(lái)越重要的作用。雖然角色可以通過(guò)動(dòng)畫驅(qū)動(dòng)取得各種各樣的動(dòng)作，但是動(dòng)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(dòng)畫數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)?；谖锢砟M的角色動(dòng)畫會(huì)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(huì)存在碰撞力，摩擦力等等，基于物理模擬的角色動(dòng)畫運(yùn)用牛頓動(dòng)力學(xué)方程，原理來(lái)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(dòng)畫系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)了基于物理的角色動(dòng)畫，主要實(shí)現(xiàn)了以下三個(gè)方面的功能：首先通過(guò)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(dòng)畫信息，便實(shí)現(xiàn)了物理模擬的角色動(dòng)畫。其次為角色添加了物理修飾器。在角色基于純動(dòng)畫數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的過(guò)程之中，角色物理修飾器通過(guò)不斷探查角色自身狀態(tài)及角色周圍物理環(huán)境以對(duì)角色行為進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和限制。這樣，即使沒(méi)有對(duì)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(guò)對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)畫混合的研究實(shí)現(xiàn)了角色動(dòng)畫的實(shí)時(shí)局部動(dòng)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(dòng)畫中的動(dòng)作，即角色身體的某些部分由主動(dòng)畫驅(qū)動(dòng)，而另一些部分由從