基于运动捕获数据的运动混合技术研究与实现

发布时间：2019-11-03 14:29

【摘要】： 随着计算机技术与图形学的迅速发展,作为两者结合产物的计算机动画也随之发展并渗透到人们生活的各个领域:游戏、广告、医学、教育及军事,成为一个具有数百亿美元年产值的行业。而将计算机技术应用于动画制作所面临的巨大挑战就是如何产生逼真的人体运动。运动捕获技术以其无可比拟的真实感和后期编辑技术的强大性成为人体动画的重要手段。在针对运动捕获数据的运动编辑技术之中,运动混合是一种重要的编辑方法,通过运动混合,可以生成运动库中没有的运动,实现运动的过渡,插值等。 通过研究运动混合的已有算法,对基于对准曲线的运动混合算法加以改进,给出了将角度和路径分别混合的方法。在混合过程中,首先构造时间弯曲曲线,确定对应帧;然后将对应帧的关节旋转角由欧拉角表示转换为四元数表示,对四元数按权值加以插值混合,再将混合后的四元数转换为欧拉角表示,最终生成目标运动。在混合过程中,对运动数据加以处理,由amc格式的运动数据转换为矩阵,在矩阵中对相应的关节数据修改。最后对目标运动加以适当约束,形成运动结果。针对算法进行了仿真实验。 然后给出了一种不同的运动混合模式:将运动对象的姿态加以分离,如分为上肢运动和下肢运动,分别加以混合,并设计了混合算法。 最后设计并实现了基于动画软件Maya的人体运动编辑混合系统,可以通过Maya的MEL命令,读入运动库中的运动捕获文件;设定混合模式和权函数,实现简单的运动混合。
【图文】：

物理属性及约束关系，如质量，外力等。模拟可以分为两类：主(passive)。被动的系统没有内部能量源，仅当有外力作用时才移动规律和系统初始条件决定运动，所以被动的系统很适用于基于物理服，头发，树叶可以使用被动的模拟来制作动画。的系统有内部能量源，可以以自我意志移动。如人，动物，机器例子。这些系统较难建模，因为除了物理规律之外，还要指定肌。必须设计一个额外的算法：控制系统来让模型走，跑或者执行其个站立的控制系统包括指定当一只手臂伸展到体侧时臀部和脚踝体平衡。复杂的三维人体模型的控制系统可以手动设计，稍微简单优化技术自动设计。建立一个特定的控制系统后，动画师只需给，快走，或者跳，而不需要理解内部细节。图 2.1 显示了一个正在。为了计算跑步运动，动画师指定需要的速度，控制系统生成运是一个被动的衣服模拟。

图 2.2 电磁式捕捉设备方面，模仿人物动作、发丝和衣服是一个极大的挑战，我们判的目光去审视人物动作。”而动作捕捉技术正好适应了这照输入设备的不同，可以将动作捕捉系统分为以下 4 类coustic Motion Capture(声波式)在物体上的声波发生器产生声波，被多个声波接受器获得。声波产生到被收到所花的时间就可以确定每个发生器的位置身上，主要是各个关节上，以获得该演员的动作。agnetic Motion Capture(电磁式)
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP391.41

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本文编号：2555130