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三维人体运动重定向技术研究

作　者: 冯晓萌
导　师: 吴玲达
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 计算机动画运动捕获运动重定向轨迹保持逆向运动学运动类别
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 15次
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内容摘要

近年来,运动捕获技术飞速发展,如何充分有效地使用运动捕获数据已经成为众多学者研究的热点。运动重定向技术是将已有运动数据映射到新的目标模型上,并确保新生成运动的合理性,对运动捕获数据的使用具有重大意义。本文对运动重定向技术进行了研究,从保持原始运动特征的角度出发,提出了针对不同情况的运动重定向方法。在解析运动捕获数据的基础上,本文对现有的骨骼模型进行了简化,方便了运动重定向技术的研究。本文的主要工作和创新点有:提出一种保持原始运动轨迹特性的运动重定向方法。分析了运动重定向中的脚部失真现象,通过调整腿向量解决了这一问题,提出了保持足迹的下肢运动重定向方法,其中保持足迹又分为对原始足迹的整体缩放和修正后的整体保持。提出一种基于轨迹约束优化的运动重定向方法。研究了重定向中上肢与下肢的根本区别,并针对上肢的特点和要求提出了基于优化求解的上肢运动重定向方法,同时融入下肢的运动重定向方法实现了整体运动的重定向。提出一个基于运动数据分类的运动重定向技术框架。研究了如何根据运动重定向算法进行运动分类,提出了一个分类运动重定向的技术框架,并根据此框架使用上述运动重定向方法实现了一个运动重定向原型系统,验证了运动重定向方法的有效性。

全文目录

摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章绪论  11-20
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-18
    1.2.1 运动捕获技术  12-14
    1.2.2 运动重定向技术  14-18
  1.3 论文主要研究成果  18-19
  1.4 论文组织结构  19-20
第二章运动捕获数据解析及运动生成  20-25
  2.1 运动捕获数据解析  20-23
    2.1.1 人体骨骼模型  20-23
    2.1.2 运动数据  23
  2.2 运动生成  23-24
  2.3 本章小结  24-25
第三章规则平面上的下肢运动重定向  25-38
  3.1 脚部失真现象分析  25-26
  3.2 足迹整体缩放的运动重定向算法  26-29
    3.2.1 足迹缩放理论分析  27-28
    3.2.2 重定向算法  28-29
  3.3 保持足迹的运动重定向算法  29-32
    3.3.1 修正原始足迹  30
    3.3.2 重定向算法  30-32
  3.4 实验结果与分析  32-37
    3.4.1 足迹整体缩放  32-34
    3.4.2 保持足迹  34-36
    3.4.3 算法对比  36-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章手有位置约束的运动重定向  38-51
  4.1 轨迹缩放方法  38-39
  4.2 约束轨迹生成  39-43
    4.2.1 距离探测  39-40
    4.2.2 轨迹生成  40-43
  4.3 优化求解算法  43-45
  4.4 实验结果与分析  45-50
    4.4.1 约束轨迹生成  45-46
    4.4.2 运动重定向结果  46-50
  4.5 本章小结  50-51
第五章运动重定向原型系统设计与实现  51-58
  5.1 分类运动重定向技术框架  51-53
    5.1.1 运动分类  51-52
    5.1.2 技术框架  52-53
  5.2 原型系统设计与实现  53-57
    5.2.1 功能设计  53
    5.2.2 系统流程  53-54
    5.2.3 系统实现  54-56
    5.2.4 系统应用  56-57
  5.3 本章小结  57-58
结束语  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-66
作者在学期间取得的学术成果  66-67
附录A asf格式文件内容  67-74
附录B amc格式文件内容  74

三维人体运动重定向技术研究

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