虛擬人動(dòng)畫的運(yùn)動(dòng)控制研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展和顯示技術(shù)的不斷更新,把虛擬人體作為動(dòng)畫角色已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)動(dòng)畫中的研究熱點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)人體在三維虛擬空間的準(zhǔn)確再現(xiàn),不僅需要精確的幾何模型,還要求逼真的動(dòng)作。借由運(yùn)動(dòng)捕獲技術(shù)可以獲得虛擬人控制的真實(shí)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),然而其運(yùn)動(dòng)復(fù)制的本質(zhì)使得運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)依賴特定的場景,對用戶需求改變的適應(yīng)能力較弱。因此,如何提高運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)的重用性是虛擬人運(yùn)動(dòng)控制的主要困難之一。 本文對虛擬人的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了深入的調(diào)查,并在該

2、工作的基礎(chǔ)上提出了TMC(Translation for Motion Clips)算法,該算法利用逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)的混合插值實(shí)現(xiàn)虛擬人運(yùn)動(dòng)片段間的過渡。通過計(jì)算運(yùn)動(dòng)序列間的最佳匹配幀搜索連接過渡點(diǎn),利用插值計(jì)算末端效應(yīng)器的運(yùn)動(dòng)軌跡,通過逆向運(yùn)動(dòng)方程反算關(guān)節(jié)鏈的位置得劍虛擬人骨骼的空間狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)保證了運(yùn)動(dòng)學(xué)約束的滿足,線性混合插值將運(yùn)動(dòng)過渡所需要的扭矩最小化,同時(shí)保留了關(guān)節(jié)角度的約束,能實(shí)現(xiàn)不同類型運(yùn)動(dòng)之間的無縫連接。