基于kinect的实时人体动画合成及重定向技术研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文基于Kinect的实时人体动画合成及重定向技术研究姓名：马庆申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：王万良;王鑫2012-12-22浙江二【：业大学硕士学位论文基于Kinect的实时人体动画合成及重定向技术研究摘要随着角色动画在电影游戏等行业的大量应用，人体动画合成研究已经成为计算机图形学中一个重要的研究领域。三维人体动画合成技术从传统的依赖动画师经验的手工制作到结合运动捕获设备合成的三维动画，均无法解决人体动画合成的实时低成本获取问题，直到微软推出Kinect设备。针对飚nect设备的特点，本文在基于Kinect的实时人体动画合成

2、和运动重定向方面开展了一系列的工作。主要内容如下：1)在将Kinect捕获的低维控制信号重建为一个高维人体运动数据过程中，针对搜索时间的问题，提出了基于邻居图的搜索算法查找最近合成的两个运动，以及基于K．D树的加速匹配算法查找k个相似数据。2)提出了一种改进后的图聚集算法自动提取3D模型的线性骨架。针对骨架问的节点匹配问题，提出了一种基于人体骨架特征的关节点匹配算法。3)提出了基于四个末端约束的运动重定向方法消除运动合成过程中的滑步、双脚悬空以及双脚嵌入地面等运动失真现象。4)本文在上述工作基础上，实现了一个基于Kinect的人体动画合成系统。其可以使用Kinec

3、t设备来合成实时的、高维度的人体运动数据，进而利用运动重定向技术来驱动不同比例的三维角色网格模型。实验结果表明，利用本文所提的算法合成的人体动画具有实时性、逼真性且保持了原有的运动特征。关键词：Kinect，低维控制信号，实时数据驱动，骨架提取，节点匹配，运动重定向浙江工业大学硕士学位论文ResearchonReal—timeHumanAnimationSynthesisandMotionRetargetingBasedonKinectABSTRACTAlongwithcharacteranimationwidelyusedinfile，gameandSOon，t

4、hereal-time3Danimationsynthesistechnologyhasbecomeanimportantresearchfiled．3Dhumananimationsynthetictechnologycannotsolvereal-timelowcostproblemofhumananimationsynthetic，nomatterthetraditionalmail—madetechonolythatdependingonanimators’experienceor3Danimationtechonolythatcombinedmotion

5、capturedevice，untilMicrosoftintroducedtheKinectequipment．AccordingtothecharacteristicsofKinectequipment，aseriesofworkwascarriedoutintheaspectofreal-timehumananimationsynthesisandmotionretargetingbasedonKinect．Mainworksaresummarizedasfollowing：1)Tosolvetheproblemofsearchtimeintheproces

6、sofrebuildinghigh-dimensionalhumanmotiondata，weproposedasearchsalgorithmbasedontheneighborgraphtofindthesynthesisofthetwomotionsandanaccelerativematchalgorithmtosearchKsimilardata．2)Extracttheskeletonfromthe3Dmeshmodelautomaticallythroughgathering3Dconnectgraphusingtheimprovedalgorith

7、m．Then，matchtheextractedskeletonwiththejointpointsofthehumanskeletonautomaticallyusingthejointmappingapproachpresentedinthisPaFIer．3)Proposethemotionretargetingbasedonfourconstraintstoeliminatemovementdistortionsuchassliding，feetdangling，embeddinginthegroundandSOon．4)Basedonaboveworks

8、，this