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随着运动捕捉设备的大量普及,具有较大规模的商用、研究用人体运动捕捉数据库已经不断出现。如何合理高效的利用运动捕捉数据库,从中检索到所需要的数据,并利用这些数据对人体运动进行有效的编辑、合成,最终生成符合用户需求的动画具有重要的研究价值。
检索技术是实现运动捕捉数据的管理和重用的一项关键技术。本文针对大型运动捕捉数据库的特点,通过选取合适的运动特征预先建立运动捕捉数据库的一、二级索引,提高实例检索的速度。一级索引中包含运动瞬间姿态信息。二级索引的计算基于骨骼运动动态特征的姿态变化量,即采用相邻帧间特征夹角向量的欧式距离作为索引值。最后,通过带有下界函数的动态时间弯曲算法计算检索实例和候选片段之间的相似度,实现了一种基于动态弯曲算法的运动捕捉数据库检索算法。实验结果表明,该算法能对运动捕捉数据库进行精确、快速的检索。
本文选择骨骼的旋转方位作为编辑算法的特征输入,接着将它的可变域映射到连续的四维球面轨迹上进行参数编辑,实现了一种基于四维球面轨迹的运动编辑方法。同时,本文还介绍了如何通过调整根关节的位移数据来校正编辑后运动存在的缺陷。实验结果表明,使用本文的方法编辑后的运动较好的保持了原有运动的真实感,同时可以衍生出新的动作风格,对于利用现有运动捕捉数据进行动画创作具有重要意义。
最后,本文阐述了利用OGRE引擎三维图形渲染功能及完善的骨骼动画支持特性搭建具有运动捕捉数据检索、编辑、播放功能的实验软件BVH_STUDIO的方法。