本文關(guān)鍵詞：面向多骨骼及多風(fēng)格的行走運動控制器

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【摘要】：基于控制器的物理運動生成技術(shù)近年來一直是計算機(jī)動畫研究領(lǐng)域的熱點和難點。該技術(shù)已能夠生成視覺上較為真實的運動,然而目前仍存在著角色骨架單一和運動風(fēng)格不可變的缺陷。這些缺陷導(dǎo)致控制器難以快速適應(yīng)各類目標(biāo)需求,阻礙了其應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)展。為了提高運動控制器的適應(yīng)性,針對控制器運動生成和優(yōu)化方法進(jìn)行研究,提出了一種面向多骨骼及多風(fēng)格的行走運動控制器及其生成方法,使用一種改進(jìn)的比例微分控制器,并對控制器中的比例微分系數(shù)和目標(biāo)姿態(tài)進(jìn)行優(yōu)化。實驗結(jié)果表明,本文方法的控制器可以生成面向多骨骼和多風(fēng)格的行走運動,其生成運動穩(wěn)定性相對于其他方法提高一至兩個數(shù)量級,且比例微分系數(shù)和目標(biāo)姿態(tài)均由優(yōu)化自動生成,用戶只需設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)的初始參數(shù)。本文工作主要包括以下內(nèi)容：(1) 針對基于物理模型和基于控制器的人體運動生成方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析,選擇Simple Biped Controller作為基礎(chǔ)控制器框架,并使用一種改進(jìn)的比例微分控制器作為預(yù)處理。(2) 為了提高控制器面向多骨骼的適應(yīng)性,基于角色骨骼的幾何及質(zhì)量差異,根據(jù)規(guī)則對控制器的比例微分系數(shù)進(jìn)行調(diào)整,并引入一種基于二分求解的旋轉(zhuǎn)迭代算法對比例微分系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。(3) 為了提高控制器面向多風(fēng)格的適應(yīng)性,提出多個目標(biāo)函數(shù),從穩(wěn)定性和風(fēng)格多樣性的角度描述人體行走運動,使用協(xié)方差矩陣自適應(yīng)進(jìn)化策略對控制器中的目標(biāo)姿態(tài)進(jìn)行優(yōu)化。(4) 開發(fā)了一套基于控制器的物理運動實驗平臺,使用模塊化的方法組織其功能,并進(jìn)行了多項實驗,對方法進(jìn)行驗證和對比。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273

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本文編號：1151443