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《三维人体骨骼运动数据编辑与生成方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、摘要随着运动捕捉技术的发展，运动捕捉数据已经被广泛运用到了计算机动画（角色动画）、电影、游戏等各领域并取得了很大成功。由于运动捕捉是在特定场景针对特定人进行捕获的，难以适用于变化的场景，同时由于人体运动的高度复杂性，为运动捕获数据的重用带来了巨大的困难。因此目前针对现有运动序列生成新的运动序列，提高运动捕捉数据的重用性成为当今研究的一大热点。本文着重研究了基于捕获的人体骨骼运动数据的姿势编辑和新运动序列的生成，具体内容如下。（1）单帧运动姿势的编辑。由于通过运动捕捉系统所捕获的运动数据只适用于固定环境，为了提高运动捕捉
2、数据的可重用性，通过对原始数据进行单帧姿势编辑来适应变化的环境。具体途径是通过人机交互结合逆向运动学生成目标姿势，首先完成运动捕获BVH格式数据中关节角度到关节位置的转化，通过人机交互设定肢体末端的目标位置，然后通过改进的循环坐标下降(CCD)算法完成单帧运动姿势的编辑，生成的目标姿势逼真度更高。（2）运动序列的生成。获得目标姿势后，进一步生成起始目标姿势和结束目标姿势之间的运动序列，运动序列的生成通过连接已有的运动数据片段完成。首先通过四元数距离公式来计算帧与帧之间的距离，以此来判断运动姿势间的相似性，从而得到能够连
3、接的运动片段并保证片段连接之后的自然性。具体研究了运动序列的简单连接和平滑过渡连接两种连接方法。简单连接只需把待填充片段放在初始姿势和目的姿势之间即可实现；而对于平滑过渡连接则要通过对运动捕捉数据的插值实现，对于满足不同条件的运动序列分别采用平滑过渡插值和重叠融合插值来保证运动序列时空连续性。综上所述，本文研究了基于运动捕获数据的人体运动姿势编辑和运动序列生成所涉及到的一些关键技术，提高了已有运动数据的可重用性，使已有运动数据能更好地适应角色动画的骨骼运动制作。关键词：骨骼动画，运动捕获数据，重用性，逆向运动学，运动连
4、接，插值iAbstractWiththedevelopmentofmotioncapturetechnology,motioncapturedatahasbeenwidelyusedincomputeranimation(roleanimation),movies,gamesandotherfieldsandachievedgreatsuccess.Usually,Motioncapturewascapturedforaspecificpersoninaparticularscene,itisdifficulttoap
5、plytochangedscenes,atthesametime,becauseofthecomplexityofhumanmotion,motioncapturedatareusehasbroughtgreatdifficulties.Recently,thenewmotionsequencesgeneratedbytheexistingsequencesofmotion,andthereuseofthemotioncapturedatabecomeahotspot.Inthispaper,westudiedthep
6、oseeditingandmotionsequencegenerationofthecapturedhumanskeletalmovementdata.Theconcretecontentswereasfollows.(1)Editingthesingleframemotionposture.Thecapturedmotiondatacapturedbythemotioncapturesystemappliestoafixedenvironment,inordertoimprovethemotioncapturedat
7、areusability,throughtheoriginaldataforsingleframeeditingpositiontoadapttothechangingenvironment.Specificwayswasthroughtheman-machineinteractionwiththereversemovementofthestudentsintothetargetpose.Firstly,motioncaptureBVHformatdatajointangletothejointpositionofth
8、etransformation,human-computerinteractionthroughthesettingoftheextremitiestargetposition,followedbyimprovedCCDalgorithmtocompleteeditingsingleframemotionposture,reali
