面向異構(gòu)骨架的動畫角色運動融合研究.pdf

1、傳統(tǒng)運動融合僅處理相同角色的運動數(shù)據(jù)，已有運動數(shù)據(jù)庫無法得到充分復(fù)用。為了突破動畫角色的骨架結(jié)構(gòu)限制，合成更加豐富多樣的運動數(shù)據(jù)，提出一種面向異構(gòu)骨架的角色運動融合方法。歸納總結(jié)異構(gòu)骨架運動數(shù)據(jù)的差異和特征，引入異構(gòu)骨架運動重定向技術(shù)，建立一套完整的運動融合方案，最后在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了動畫角色運動合成。
　　 本文的研究工作主要包括以下幾個方面：
　　 (1)提出一種基于關(guān)鍵姿態(tài)映射的運動重定向方法。針對原始運動數(shù)據(jù)的高

2、維特性，采用主成分分析(PCA，Principal Component Analysis)方法對運動數(shù)據(jù)進行降維，獲取運動序列的主要特征，并采用姿態(tài)聚類法(Clustering)提取運動的關(guān)鍵姿態(tài)，通過源角色與目標(biāo)角色骨架的映射關(guān)系，實現(xiàn)目標(biāo)角色關(guān)鍵姿態(tài)的自動生成，最后通過多元插值技術(shù)重構(gòu)運動序列。
　　 (2)探索基于動態(tài)時間扭曲(DTW，Dynamic Time Warping)的角色運動融合方法。以四元數(shù)形式表示運動數(shù)據(jù)

3、，在此基礎(chǔ)上定義相似幀的計算方法，構(gòu)造時間扭曲曲線，變形運動序列；通過四元數(shù)球面插值實現(xiàn)運動局部姿態(tài)的融合，并重構(gòu)根關(guān)節(jié)運動軌跡，合成角色在世界坐標(biāo)下的運動；最后，設(shè)計了一種基于反向運動學(xué)和插值技術(shù)的運動交互編輯方式，實現(xiàn)運動片段的快速修正。實驗結(jié)果表明，該算法具有良好的交互性和較好的視覺效果。
　　 (3)以上述工作為基礎(chǔ)，設(shè)計了運動融合原型系統(tǒng)。通過對骨骼動畫角色的研究與分析，定義了角色骨架層次及運動序列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在此基