Motion Capture舞动CG

《星球大战》，《最终幻想》等电影大作，《FIFA》，《NBA》等系列游戏，如果你看过或玩过，就一定会为其中CG人物的动作和表情而惊叹，其虚拟的真实性可谓以假乱真。是什么让这些虚拟角色拥有了如此生动的动作和表情？答案就是Motion Capture技术，也就是“动作捕捉技术”。     

动作捕捉中的动画驱动及运动编辑技术综述

动画驱动是一个将动作捕捉数据应用于虚拟角色的过程,而运动编辑则是对动画驱动后的数据进行编辑处理,这两项技术对动作捕捉技术的发展应用有着十分重要的意义成为近年来国内外研究的热点.详细介绍目前已有的动画驱动及运动编辑技术方法,分析比较各种方法的优缺点及存在的问题,并对未来的研究进行了展望.     

Kinect动作捕捉技术在三维动画教学中的应用与实践

针对传统三维角色动画制作成本高、时间长的问题,文章介绍了一种应用Kinect动作捕捉技术实现高效制作三维角色动画的方法。该方法借助Kinect体感摄像机捕捉真人的动作生成骨骼关节的关键帧数据并输出bvh动作路径文件,然后把bvh动作路径数据导入C4D软件中,就可以驱动角色模型完成角色动画的制作。把这种方法运用到三维角色动画教学实践中,有利于提高学生学习的兴趣和效率。     

《舞街区》——单人、情侣、团体三模式华丽展现舞厅魅力全解析

《舞街区》是国内首款突破众多传统要素，加入很多同类游戏都没有的独特要素，以真实唯美的画面风格加上全部通过专业舞蹈演员动作捕捉完成的真实的街舞动作。让玩家们一起激情四射热舞的现代感十足的虚拟城市中华丽地点燃自己的激情！     

DI-Guy中人体动作生成方法研究

针对实时人物动作角色软件DI-Guy在运动编辑及新动作生成方面的局限,提出了结合3D人体动画软件及标准动.作捕捉数据文件在Vega环境中基于DI-Guy平台进行虚拟人动作生成的开发思路,给出了人体动作建模软件Poser中动作数据文件生成的详细开发过程,分析了Vega环境下动作捕捉数据文件的应用方法.依据上述开发思路进行了DI-Guy下用户定制动作的添加生成,所添加、定制的动作逼真、形象,而且系统运行速度不受影响,同时系统也可直接调用DI-Guy原有高层动作函数,大大方便了应用系统的开发.实验结果表明开发模式对于扩展DI-Guy的应用范围及提高虚拟人应用系统的开发效率具有重要的实用价值.     

光学动作捕捉中缺失标记重建方法研究

光学动作捕捉技术是一种常用的动作捕捉方法,目前已经在各个行业内广泛应用.尤其是在体育竞技领域,已经成为了不可或缺的训练辅助手段.在光学动作捕捉中,最常见的问题是缺失标记,可能由外部遮挡、身体自遮挡或信号丢失等原因造成.对于缺失标记问题,在以往的研究中要么需要舍弃缺失的标记,要么需要大量后处理工作来恢复缺失标记.针对这种情况,本文提出一种用于光学动作捕捉中缺失标记的重建方法,该方法使用卡尔曼滤波框架,结合运动数据来预估缺失标记点的位置,实时重建人体运动模型.实验结果证明该方法能够快速有效的恢复缺失标记,重建人体运动.     

令人眼界大开的虚拟动作捕捉系统——Endorphin

对于今天的游戏影视界人士来说，“动作捕捉”（Motion Capture．或简称Mo CaP）是个使用频率极高的时尚词汇，它代表着特技动作制作的最新潮流。从好莱坞大片到PC游戏，动作捕捉为动画师／美工提供了高效率、高品质的（人体骨骼）动画数据，给影、视、游作品制作开创了一条移花接木的高科技之路。目前，动作捕捉除用于人物动画绘制外，还可以把数据安置在动物或虚拟角色的骨架上，使那些动物甚至怪兽可以像演员一样听导演指挥，配合剧情演戏。电影”指环王”中怪物Gullum的绝色表演就是一经典例证。在游戏制作里，动作捕捉得到的动画数据一般被储存于数据库中，当玩家操纵游戏按钮时．游戏系统会自动从数据库里选出最合适的动画片段（一般短则几秒，长则几十秒），然后将其绘制于屏幕之上。至于动作捕捉设备和一般原理，《游戏创造》9月号已有专文详细介绍．本文不再在此赘述。     

影视动画中角色的动作设计

在动画创作中,角色的形象塑造占着较为重要的地位。影视动画要想打动观众,不仅需要优秀的故事．而且还需要好的角色设计。其中角色的动作设计尤为重要,通过动作能够展现角色的特点,给观众留下深刻印象。为此,文童首先阐述影视动画角色动作设计的内容,然后重点分析角色的动作设计方法。以望对今后的动画片创作提供理论依据。     

面向手势动作捕捉的传感器设计及主从手运动映射

本文针对人手和机器人灵巧手在运动学上尺寸的不一致现象带来的主从手指尖运动空间映射的不一致性进行研究.基于聚氨酯拉伸应变传感器构建了测量手指关节弯曲角度的数据手套.通过建立主从手的运动学模型,基于旋转矩阵理论及正向运动学提出了一种指尖运动轨迹计算方法及手势动作捕捉算法.基于正向运动学及逆向运动学的指尖运动映射算法建立了主从手的指尖运动空间轮廓.建立虚拟实验场景,分别针对关节角度映射算法、手势动作捕捉算法及指尖运动映射算法进行了一系列试验.通过实验得出基于聚氨酯的拉伸应变传感器具有良好的时间响应特性及电学稳定性,基于手势动作捕捉算法能够获取主从手的指尖运动空间轮廓,指尖运动轨迹的计算误差控制在2.8 mm以内.结果证明了基于手势动作捕捉算法以及指尖运动映射算法能够实现主从手指尖运动空间的一致性.     

Vicon8i，Vicon IQ Studio——光学动作捕捉的发展新方向

作为国内外动作捕捉标准的Vicon光学动作捕捉系统是由英国的Vicon Motion System(以下称VMS)开发的设备。VMS于1980年开始光学动作捕捉系统的商业化运作，在动作分析、生物工程学、体育工学、动画、电影、CF、TV等动作领域发挥了极为重要的作用。现在又推出了装有Mcamll的Vicon8i(硬件)和新开发的Vicon iQ Studio(软件)，揭示了光学动作捕捉新的发展方向。     

面部表情捕捉技术的发展和应用

面部表情作为一种非常重要的非语言符号,在影视行业中一直受十分重视,面部表情捕捉技术也是近十几年被人们热衷研究的方向。本文综述面部表情捕捉技术的原理、发展和应用。通过影视工业中的具体影视作品来展示动作捕捉技术从萌芽诞生到面部表情捕捉技术的成熟所走过的一个世纪,以及在影视工业中所起到重要作用。最后展望面部表情捕捉技术未来在虚拟现实当中的作用,并讨论无标记点面部捕捉技术、实时面部表情呈现等将是面部表情捕捉技术未来的研究方向,提高读者对这个技术潜能的认知。     

Interpolation synthesis of articulated figure motion

Most conventional media depend on engaging and appealing characters. Empty spaces and buildings would not fare well as television or movie programming, yet virtual reality usually offers up such spaces. The problem lies in the difficulty of creating computer generated characters that display real time, engaging interaction and realistic motion. Articulated figure motion for real time computer graphics offers one solution to this problem. A common approach stores a set of motions and lets you choose one particular motion at a time. The article describes a process that greatly expands the range of possible motions. Mixing motions selected from a database lets you create a new motion to exact specifications. The synthesized motion retains the original motions' subtle qualities, such as the realism of motion capture or the expressive, exaggerated qualities of artistic animation. Our method provides a new way to achieve inverse kinematics capability-for example, placing the hands or feet of an articulated figure in specific positions. It proves useful for both real time graphics and prerendered animation production. The method, called interpolation synthesis, is based on motion capture data and it provides real time character motion for interactive entertainment or avatars in virtual worlds     

多角色与虚拟场景的运动融合

在基于运动捕获的计算机动画中,已提出的各种运动编辑的方法大都针对单个角色运动进行处理,而且角色的运动多数是事先规划好的,缺乏对外界环境变化的响应能力.为了提高角色对环境的感知、响应能力以及角色间的自主协同能力,提出将多个结构化环境下捕获的单角色运动融合到同一个非结构化虚拟环境下的"运动融合"的新概念和方法,并根据运动决策、运动协调、运动求解和运动执行的体系结构对运动规划、多角色协同、离散运动模式决策和连续运动姿势生成等关键问题进行了深入研究.实验结果表明,提出的方法能够真正有效地实现同一场景下角色与场景协调的运动融合.动画角色的高自主性和运动捕获数据的高重用性使得提出的方法在计算机动画和游戏中具有普遍的应用价值.     

基于动捕数据驱动的三维民族舞蹈展示方法

三维模型动画在数字化设计和应用中具有重要意义,受到越来越多研究者关注;但如何通过三维数字化原真再现民族舞蹈表演是极具挑战的问题.本论文通过动捕技术采集舞蹈动作实现舞蹈数字化展示.具体方法是:首先利用动捕设备捕获人体动作数据,然后在Maya中进行人物建模、骨骼绑定、蒙皮和权重调节,再通过MotionBuilder将3D模型与动捕数据结合,最终完成了现实舞蹈动作的虚拟人展演.论文构建了一个面向民族舞蹈展演的虚拟场景,并以13个民族的舞蹈为数字化内容,推广动捕驱动的舞蹈展演方法的应用.     

基于视觉的人体运动捕捉技术研究

运动捕捉技术是计算机视觉和人体运动分析领域的研究热点,在计算机动画等领域拥有广泛的应用前景。在总结基于视觉的人体运动捕捉技术进展的基础上,分析运动跟踪、捕捉方法及技术难点,提出一种新的从视频提取人体运动信息,重现人体运动轨迹的方法、流程及系统设计框架。     

Protel制板与Multisim仿真电路的实现

为了提高高职学生电路设计与制作的效率,探讨Multisim 10与Protel 2004联合制板实现电路.研究了两种电路转换接口技术,网络表的内涵和实质,及如何处理电子元器件封装标准.同时研究了Protel2004中电路PCB设计中可能出现的问题,并针对问题快速便捷的解决措施,设计出符合实际电路和热转印工艺制作要求的PCB.通过“软”、“硬”结合,“虚”、“实”结合,从电路仿真到电子产品功能的实现,提升对电路应用分析能力和实践能力.     

基于多自主智能体的群体动画创作

群体动画一直是计算机动画界一个具有挑战性的研究方向，提出了一个基于多自主智能体的群体动画创作框架：群体中的各角色作为自主智能体，能感知环境信息，产生意图，规划行为，最后通过运动系统产生运动来完成行为和实现意图，与传统的角色运动生成机理不同，首先采用运动捕获系统建立基本运动库，然后通过运动编辑技术对基本运动进行处理以最终得到角色运动，应用本技术，动画师只需“拍摄”角色群体的运动就能创作群体动画，极大地提高了制作效率。     

基于虚拟现实的三维城市漫游关键技术分析与实践

“虚拟城市”、“三维城市漫游”等技术引人城市规划、设计领域中,已经成为一个有效的辅助手段.结合虚拟现实的概念和Web3D虚拟现实技术的特点,探讨了三维城市漫游的特征及关键技术,包括三维模型的建立、相关软件技术运用、数据的获取及三维城市漫游的实践应用.     

Tunable Robustness: An Artificial Contact Strategy with Virtual Actuator Control for Balance

Physically based characters have not yet received wide adoption in the entertainment industry because control remains both difficult and unreliable. Even with the incorporation of motion capture for reference, which adds believability, characters fail to be convincing in their appearance when the control is not robust. To address these issues, we propose a simple Jacobian transpose torque controller that employs virtual actuators to create a fast and reasonable tracking system for motion capture. We combine this controller with a novel approach we call the topple‐free foot strategy which conservatively applies artificial torques to the standing foot to produce a character that is capable of performing with arbitrary robustness. The system is both easy to implement and straightforward for the animator to adjust to the desired robustness, by considering the trade‐off between physical realism and stability. We showcase the benefit of our system with a wide variety of example simulations, including energetic motions with multiple support contact changes, such as capoeira, as well as an extension that highlights the approach coupled with a Simbicon controlled walker. With this work, we aim to advance the state‐of‐the‐art in the practical design for physically based characters that can employ unaltered reference motion (e.g. motion capture data) and directly adapt it to a simulated environment without the need for optimization or inverse dynamics.     

虚拟服装展示系统的比较研究

虚拟服装展示是借助立体全息技术、互联网或数字互动大屏幕来展示人体或数字角色“穿上”虚拟服装后的动态视觉效果。随着数字媒体艺术、交互技术和立体显示技术的发展,虚拟服装展示系统被广泛用于立体时装设计、服装表演、娱乐秀、商场试衣以及电视广告等领域。本文分析比较了近年来国内外虚拟服装展示领域的技术发展,并归纳总结出当前虚拟服装展示的5种人机交互模式。作者认为：随着全息技术、体感交互、立体视觉和增强现实等智能环境技术的发展,以“私人订制”为代表的个性化、时尚化和智能化的虚拟试衣体验将成为未来人们服装购买体验中不可或缺的重要环节之一。