三維虛擬人動(dòng)畫中運(yùn)動(dòng)編輯技術(shù)研究.pdf

1、虛擬人技術(shù)是當(dāng)今研究的一個(gè)熱點(diǎn)，在虛擬環(huán)境中建立理想的、綜合的虛擬人，利用虛擬人來模擬真實(shí)人的行為并對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)估，已經(jīng)成為虛擬人研究中一個(gè)新的方向。隨著虛擬人技術(shù)的日益成熟，虛擬人己經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工程、虛擬會(huì)議、交互、監(jiān)控、虛擬環(huán)境、游戲、訓(xùn)練、教育、軍事訓(xùn)練、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與維護(hù)等領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景。 研究人體運(yùn)動(dòng)首先要對(duì)人體建模，本文主要在骨架層次上對(duì)人體進(jìn)行建模，人體骨架模型主要由關(guān)節(jié)和骨骼構(gòu)成。由于人體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性

2、，有必要對(duì)人體進(jìn)行抽象和簡(jiǎn)化；并且為了更好的描述運(yùn)動(dòng)，把人體構(gòu)造成層次結(jié)構(gòu)。人體分層結(jié)構(gòu)其實(shí)就是樹形結(jié)構(gòu)，總共定義了18個(gè)關(guān)節(jié)和21塊骨骼，整個(gè)人體樹有54個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，3個(gè)平移自由度。 在運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)中，本文主要研究了逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)IK技術(shù)和運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)。(1)運(yùn)動(dòng)分為正向運(yùn)動(dòng)和逆向運(yùn)動(dòng)。已知鏈上各個(gè)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角，求各關(guān)節(jié)的位置信息和末端效應(yīng)器(endeffector)的位置信息，這是正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的問題；若己知末端效應(yīng)器的位置信息，反

3、求其祖先關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角和位置，這是逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的問題。(2)運(yùn)動(dòng)捕獲技術(shù)是近年來興起的運(yùn)動(dòng)控制新技術(shù)，能夠捕獲真實(shí)的人體運(yùn)動(dòng)，因此具有真實(shí)感強(qiáng)的特點(diǎn)。但是就其技術(shù)本身而言，運(yùn)動(dòng)捕獲技術(shù)是對(duì)運(yùn)動(dòng)的復(fù)制，所獲取的數(shù)據(jù)只能在特定的環(huán)境下應(yīng)用。 為了提高運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)的利用率，使之能夠應(yīng)用到新的場(chǎng)景中，滿足新的用戶需求，需要對(duì)運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。而完成對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的處理，就需要用到運(yùn)動(dòng)編輯技術(shù)。本文中的運(yùn)動(dòng)編輯技術(shù)是研究如何從現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)中生