三維人體骨骼運動數(shù)據(jù)編輯與生成方法研究.pdf

1、隨著運動捕捉技術(shù)的發(fā)展，運動捕捉數(shù)據(jù)已經(jīng)被廣泛運用到了計算機動畫（角色動畫）、電影、游戲等各領(lǐng)域并取得了很大成功。由于運動捕捉是在特定場景針對特定人進行捕獲的，難以適用于變化的場景，同時由于人體運動的高度復(fù)雜性，為運動捕獲數(shù)據(jù)的重用帶來了巨大的困難。因此目前針對現(xiàn)有運動序列生成新的運動序列，提高運動捕捉數(shù)據(jù)的重用性成為當今研究的一大熱點。本文著重研究了基于捕獲的人體骨骼運動數(shù)據(jù)的姿勢編輯和新運動序列的生成，具體內(nèi)容如下。
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2、）單幀運動姿勢的編輯。由于通過運動捕捉系統(tǒng)所捕獲的運動數(shù)據(jù)只適用于固定環(huán)境，為了提高運動捕捉數(shù)據(jù)的可重用性，通過對原始數(shù)據(jù)進行單幀姿勢編輯來適應(yīng)變化的環(huán)境。具體途徑是通過人機交互結(jié)合逆向運動學生成目標姿勢，首先完成運動捕獲 BVH格式數(shù)據(jù)中關(guān)節(jié)角度到關(guān)節(jié)位置的轉(zhuǎn)化，通過人機交互設(shè)定肢體末端的目標位置，然后通過改進的循環(huán)坐標下降(CCD)算法完成單幀運動姿勢的編輯，生成的目標姿勢逼真度更高。
　?。?）運動序列的生成。獲得目標姿勢后

3、，進一步生成起始目標姿勢和結(jié)束目標姿勢之間的運動序列，運動序列的生成通過連接已有的運動數(shù)據(jù)片段完成。首先通過四元數(shù)距離公式來計算幀與幀之間的距離，以此來判斷運動姿勢間的相似性，從而得到能夠連接的運動片段并保證片段連接之后的自然性。具體研究了運動序列的簡單連接和平滑過渡連接兩種連接方法。簡單連接只需把待填充片段放在初始姿勢和目的姿勢之間即可實現(xiàn)；而對于平滑過渡連接則要通過對運動捕捉數(shù)據(jù)的插值實現(xiàn)，對于滿足不同條件的運動序列分別采用平滑過渡