復雜環(huán)境下角色動畫的自動化選擇與合成的研究實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機硬件與計算機圖形學算法的不斷發(fā)展,計算機動畫正在成為當前研究的一大熱點。在該領域,角色動畫是一個重要的研究方向。它在數(shù)字娛樂領域取得了巨大的成功,但還存在著很多問題尚待解決。
　　 角色動畫是對真實世界中人物的模擬,要想讓角色動畫逼真,讓人具有代入感,保證角色的真實感是唯一的途徑。然而,角色具有多個自由度和非常復雜的肢體運動,且外形不規(guī)則,運動的風格以及臉部表情千變?nèi)f化。人類對自身的運動又非常熟悉,經(jīng)常能夠從遠處僅通過

2、走路的姿態(tài)就識別出熟悉的人,且容易察覺其不協(xié)調(diào)的運動。因此,如何保證運動的真實感是一個重要的問題。這也是本文研究的第一個問題。
　　 通過運動捕獲數(shù)據(jù)驅動的角色動畫,由于其數(shù)據(jù)來源于真實世界中表演者的活動,所以能夠保證運動的真實感。因此,本論文采用基于運動數(shù)據(jù)的方法來制作角色動畫。然而該方法原理上是三維運動的簡單錄制和重放,無法提供對運動數(shù)據(jù)更多的交互控制。這使得該方法的數(shù)據(jù)可重用性低,難以適應交互性強的應用。
　　 為

3、了解決該問題,本論文采用運動圖的方法將運動捕獲數(shù)據(jù)構造成運動圖,并將生成目標運動的問題轉換為在該圖中搜索一條路徑的等價問題。將運動捕獲數(shù)據(jù)中的每一幀的姿勢作為運動圖的一個節(jié)點,再找到這些姿勢中相近的姿勢,為其創(chuàng)建運動之間的過渡,作為運動圖的邊。就將原始固定為線性結構的運動捕獲數(shù)據(jù)重構為靈活性更好的圖狀結構的運動圖。然而,運動圖方法也有其固有的缺陷,那就是生成運動的效率與功能性受制于構成它的運動捕獲數(shù)據(jù)庫,令人詬病。
　　 為了彌

4、補運動圖的缺陷,本文采用了擴展的方法對運動圖進行擴展,并采用了相應的壓縮算法對運動圖進行了壓縮。擴展的目的是為了增加運動圖的功能性,而壓縮的目的是為了降低運動圖的容量,提高運動圖生成運動的效率。
　　 當前的角色動畫制作技術,依賴于有經(jīng)驗的動畫師,是一項需要大量的體力與腦力勞動的工作。提高角色動畫制作效率,減少動畫師的參與,能夠有效降低角色動畫制作的時間與制作成本。然而,由于角色動畫制作自身的復雜性與不確定性,如何提高角色動畫制