虚拟现实与交互技术人体运动的风格图模型_马万里_夏时.pdf

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1、第２５卷第１２期计算机辅助设计与图形学学报Ｖｏｌ．２５Ｎｏ．１２２０１３年１２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ－ＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ＆ＣｏｍｐｕｔｅｒＧｒａｐｈｉｃｓＤｅｃ．２０１３人体运动的风格图模型马万里１，２）１）１），夏时洪，王兆其１）（中国科学院计算技术研究所虚拟现实实验室北京１００１９０）２）（中国科学院大学北京１０００４９）（ｍａｗａｎｌｉ＠ｉｃｔ．ａｃ．ｃｎ）摘要：为了生成自然逼真且风格可控的人体运动，提出一种新颖的风格图模型．文中将运动风格看做是同一个运动内容投影到不同行为子空间的时空特征变换，

2、对于任意给定的人体运动数据，首先对其进行主旋转分析，从中分离出运动风格与运动内容；然后根据其运动风格对一个候选风格集进行风格筛选，并动态地构建出一个风格图；最后将用户选定的风格变换实时地作用在原始运动内容上，生成风格可控的人体运动．利用文中模型将一组行走运动的风格集重用在多种运动内容上（如拍球、滑翔等）的实验结果表明，合成出的人体运动既保留了原始运动内容的细节，又能够体现出用户指定运动风格的特征，可用于生成风格可控的人体运动．关键词：人体运动；运动风格；时空特征变换；主旋转分析；风格图模型中图法分类号：ＴＰ３９１Ｓｔｙ

3、ｌｅＧｒａｐｈｆｏｒＨｕｍａｎＭｏｔｉｏｎ１，２），ＸｉａＳｈｉｈｏｎｇ１），ａｎｄＷａｎｇＺｈａｏｑｉ１）ＭａＷａｎｌｉ１）（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９０）２）（ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｎｏｖｅｌｍｏｄｅｌｃａｌｌｅｄａｓｔｙｌｅ

4、ｇｒａｐｈｆｏｒｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｓｔｙｌｅ－ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅｈｕｍａｎｍｏｔｉｏｎｓ．Ｓｔｙｌｅｓａｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｔｈｅｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｔｈａｔｐｒｏｊｅｃｔａｓｉｎｇｌｅｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｅｈａｖｉｏｒａｌｓｕｂｓｐａｃｅｓ．Ｆｏｒａｎｉｎｐｕｔｈｕｍａｎｍｏｔｉｏｎ，ｓｔｙｌｅａｎｄｃｏｎｔｅｎｔｃａｎｂｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｖｉａａｐｒｏｐｏｓｅｄｐｒｉｎｃｉｐａｌｒｏｔａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｎａｃａｎｄｉｄａｔｅｓｔｙ

5、ｌｅｓｅｔｉｓｐｒｕｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｎｐｕｔｓｔｙｌｅ，ａｎｄｔｈｅｎａｓｔｙｌｅｇｒａｐｈｃａｎｂｅａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｒｅｍａｉｎｉｎｇｓｔｙｌｅｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｕｓｅｒｓａｒｅａｌｌｏｗｅｄｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｓｔｙｌｅｏｆｔｈｅｉｎｐｕｔｍｏｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｓｔｙｌｅｇｒａｐｈ．Ｗｅｅｖａｌｕａｔｅｏｕｒｍｏｄｅｌｂｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｓｔｙｌｅｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｈｕｍａｎｍｏｔｉｏｎｓ（ｓｕｃｈａｓｄｒｉｂｂｌｅａｎｄａｉ

6、ｒｐｌａｎｅｍｏｔｉｏｎｓ）ｗｉｔｈａｓｉｎｇｌｅｓｔｙｌｅｇｒａｐｈｔｈａｔｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｆｒｏｍａｓｔｙｌｉｓｔｉｃｗａｌｋｉｎｇｄａｔａｂａｓｅ．Ｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｍｏｔｉｏｎｓｏｗｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｕｓｅｒ－ｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｙｌｅｓｗｈｉｌｅｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｔｈｅｉｎｐｕｔｍｏｔｉｏｎｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｓｔｙｌｅｇｒａｐｈｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｆｏｒｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｓｔｙｌｅ－ｃｏｎｔｒｏｌ

7、ｌａｂｌｅｈｕｍａｎｍｏｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｕｍａｎｍｏｔｉｏｎ；ｍｏｔｉｏｎｓｔｙｌｅ；ｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｐｒｉｎｃｉｐａｌｒｏｔａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ；ｓｔｙｌｅｇｒａｐｈ在运动捕获技术已被广泛应用的今天，人们致层属性，人类可以使用一些描述性的词语来直观定力于研究利用现有的运动捕获数据来生成更多自然义．例如，对于一段“垂头丧气地走路”运动来说，“走逼真的人体运动数据，然而如何生成风格可控的人路”是它的运动内容，而“垂头丧气”则是它的运动风体运动仍然是一个难题．运动风格

8、是人体运动的高格．有些时候，一个运动所体现出来的风格信息甚至收稿日期：２０１２－１０－２２；修回日期：２０１３－０５－０３．基金项目：国家自然科学基金（６１１７３０５５，６０９０３１４０）．马万里（１９８９—），男，博士，主要研究方向为虚拟现实、人体动画；夏时洪（１９７４—），男，博士，研究员，博士生导师，ＣＣＦ高级会员，主要研究