運動捕捉數(shù)據(jù)的編輯與合成研究.pdf

1、隨著CG(Computer Graphics)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，三維動畫已成為重要的多媒體類型。作為三維動畫的重要組成部分，角色動畫在影視制作，電腦游戲中占據(jù)了重要的地位。運動捕捉技術(shù)的應(yīng)用，為角色動畫注入了新的活力。目前，在國內(nèi)，對運動捕捉及其相關(guān)技術(shù)的研究尚處于起步階段。本文針對角色動畫中運動捕捉數(shù)據(jù)的編輯與合成進行研究，分別對三維人體幾何建模、人體模型運動控制、運動捕獲數(shù)據(jù)關(guān)鍵幀提取進行了研究。
　　 分析了各種運動數(shù)據(jù)處理與

2、合成方法的應(yīng)用范圍和優(yōu)缺點，并總結(jié)了運動數(shù)據(jù)處理與合成技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢。
　　 研究了虛擬三維幾何人體建模，建立了人體骨骼模型和人體關(guān)節(jié)樹，研究了利用VRML建模語言建立一種包括骨骼層、肌肉層和體表層在內(nèi)的人體分層表示模型。該模型綜合了多種建模方法的優(yōu)點，在不增加模型應(yīng)用和求解難度的基礎(chǔ)上，滿足了不同層次的逼真性要求。
　　 提出了一種基于約束的逆向運動學(xué)方法來控制虛擬人體模型的方法。在逆向運動學(xué)的基礎(chǔ)上，研究

3、了各種約束對不同結(jié)構(gòu)的虛擬人體模型進行運動控制，同時滿足了時空約束以及人體生理約束。
　　 研究了利用四元數(shù)表示兩個關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)之間差異的有效方法。將人體各關(guān)節(jié)上總的旋轉(zhuǎn)變化作為幀間距，利用曲線分裂算法完成了運動捕捉數(shù)據(jù)關(guān)鍵幀的提取。研究了歐拉角和四元數(shù)之間的轉(zhuǎn)換問題，并通過向量的線性插值和四元數(shù)的球面線性插值重建了原始動畫。實驗證明，所提取出的關(guān)鍵幀逼真程度高，在視覺上對原始動畫具有很好的概括力。
　　 實驗結(jié)果證明，文中