基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的角色運動混合研究與實現(xiàn).pdf

1、在現(xiàn)代娛樂產(chǎn)業(yè)中，角色動畫變得越來越重要。豐富的動作數(shù)據(jù)作為角色動畫的基礎，如何快速的獲取它們已成為角色動畫師的重要需求。運動捕獲技術以其合成動畫數(shù)據(jù)的高度真實性成為角色動畫生成的重要手段，但是此技術本身也存在一定的局限性并且需要昂貴的硬件設備支持。為了能重用運動捕獲得到的數(shù)據(jù)滿足新的需求，運動編輯技術應運而生。運動混合作為一種重要的運動編輯手段，通過混合兩段或多段的關鍵幀動畫，可以產(chǎn)生大量動畫師難以直接調(diào)整出來的新動作，豐富了動畫庫，

2、同時還可以實現(xiàn)不同動作間的流暢切換，產(chǎn)生觀感自然的角色行為。
　　本文對運動混合技術展開廣泛和深入的研究，取得的研究成果主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
　　1）運動數(shù)據(jù)抽象化表示。一般運動數(shù)據(jù)都是以關節(jié)為研究對象，用角色的每個關節(jié)在每個時刻的平移值和旋轉(zhuǎn)值來表示運動數(shù)據(jù)。本文以骨骼段為研究對象，角色分為八段四肢骨骼和一段中心骨骼，根據(jù)關節(jié)的位置信息計算骨骼的向量值，每個時刻的運動數(shù)據(jù)可以抽象為八個四肢骨骼與中心骨骼的夾角值，用夾角

3、的變化來表示角色運動特征。這種運動數(shù)據(jù)的表示方法簡單快捷，且不需要過多的預處理，在多段運動混合算法和運動轉(zhuǎn)移算法中有廣泛的使用。
　　2）在多段運動混合算法中，基于骨骼段的數(shù)據(jù)結(jié)構，本文將曲線簡化算法應用于運動混合的時間同步，根據(jù)提取到的同步點對多段例子運動進行時間變形尋找相似關鍵幀，用戶可交互改變混合權值對相似關鍵幀進行插值融合，這樣處理降低了計算量，不需要大量的預處理，簡單快捷，能達到很好的實時混合效果。除此之外，本文還對根關

4、節(jié)進行重構，角色可按用戶指定的任意路徑運動，靈活且實用性強。
　　3）在運動轉(zhuǎn)移混合算法中，本文基于運動轉(zhuǎn)移圖構建轉(zhuǎn)移框架，根據(jù)提取到的時間同步點（也稱為關鍵姿勢）構建相似姿勢查找表，然后進行姿勢對齊，創(chuàng)建轉(zhuǎn)移階段，最終進行運動的混合轉(zhuǎn)移。在整個算法步驟中，預處理計算量不大，在實時混合轉(zhuǎn)移時本文采用四步線性插值算法，能夠生成很好的轉(zhuǎn)移效果。
　　4）本文最終將混合算法封裝起來，進行模塊的劃分和類的設計，并且提供了可視化的圖形