基于自動控制的交互式角色動畫模擬.pdf

1、三維角色動畫的應(yīng)用日趨廣泛，涉及到了包括影視特效，視頻游戲，虛擬現(xiàn)實等各種領(lǐng)域。角色行為的控制一直是一個研究重點，它影響了整個動畫的質(zhì)量。
　　本文設(shè)計并實現(xiàn)了一個可供虛擬角色進行自動控制，并可與環(huán)境真實交互的角色動畫系統(tǒng)。它的主要功能模塊包括以下三個：
　　首先，將角色設(shè)計為一個擁有十六個關(guān)節(jié)的鉸鏈?zhǔn)綄ο?，使其成為整個動畫的載體。此外結(jié)合第三方開源物理引擎ODE實現(xiàn)了角色在物理真實感方面的交互能力。這種動力學(xué)動畫生成機制可

2、以生成許多在物理上十分真實的角色動畫。
　　其次，將比例微分控制器的原理從工作控制領(lǐng)域移植到角色動畫的控制領(lǐng)域，實現(xiàn)了可用于控制角色動作的動力學(xué)控制器。而且，通過對人體動作的分析，設(shè)計出了多種基于PD控制器的角色動作控制器。這些控制器主要分為手部動作控制器，腿部動作控制器，全身動作控制器三類，它們以插件形式開發(fā)，可根據(jù)需要進行擴充，形成一個豐富的角色動作庫。
　　最后，設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于有限狀態(tài)機的角色行為的自動控制方法。

3、在該控制方法中，行為就是一個有限狀態(tài)機，它包含了包含狀態(tài)，轉(zhuǎn)換和事件在內(nèi)的各種元素，一起形式了一個用來控制角色的邏輯思維。其狀態(tài)下的動作生成器是該模塊的一個重點，它包括修飾型生成器和混合型生成器，這兩者以其強大的功能來使角色在一個狀態(tài)下可以產(chǎn)生出許多的不同的動作。另外，動作生成器可以綜合利用外面導(dǎo)入的運動捕獲動畫和本系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)計出的各種動作控制器。
　　本系統(tǒng)可以讓用戶完全從無到有的設(shè)計出一個角色行為邏輯。用戶完全以可視化的方式對