在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域中,虛擬人的運(yùn)動(dòng)生成和仿真是一個(gè)重要的研究方向,虛擬人技術(shù)可以應(yīng)用于游戲開發(fā)、電影特效制作以及手術(shù)模擬等工作中,具有非常重要的應(yīng)用和研究價(jià)值。然而在這些應(yīng)用中,虛擬人不僅需要準(zhǔn)確地完成動(dòng)作,還需要與復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的交互,與此同時(shí),保證虛擬人動(dòng)作生成的高效性和真實(shí)性。在此背景下,本文分別從動(dòng)力學(xué)模型和深度學(xué)習(xí)模型入手,試圖高效且逼真地實(shí)現(xiàn)虛擬人的運(yùn)動(dòng)生成和仿真。本文的主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:1、現(xiàn)有的基于經(jīng)典控制理論的虛擬人動(dòng)力學(xué)控制器,生成的運(yùn)動(dòng)機(jī)械化且真實(shí)度不高。而直接使用運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬人運(yùn)動(dòng)無法保證與虛擬環(huán)境的實(shí)時(shí)交互。針對以上問題,本文提出了一種基于動(dòng)能模型分析運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)的算法框架。首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,將人體的物理性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)聯(lián)合計(jì)算以獲取具有物理正確性的控制參數(shù);接下來,通過運(yùn)動(dòng)分割器和姿態(tài)生成器得到運(yùn)動(dòng)參數(shù);最后,將獲得的運(yùn)動(dòng)參數(shù)用于動(dòng)力學(xué)控制器。為驗(yàn)證此算法在虛擬人運(yùn)動(dòng)生成時(shí)的高效性并且滿足復(fù)雜虛擬環(huán)境的交互性要求,對虛擬人行走類和奔跑類動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)生成仿真,并且虛擬人可以實(shí)現(xiàn)行走和奔跑之間的動(dòng)作轉(zhuǎn)換。更進(jìn)一步,將虛擬人置于復(fù)雜的地形之...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于動(dòng)力學(xué)模型的運(yùn)動(dòng)生成與仿真
        1.2.2 基于深度學(xué)習(xí)的運(yùn)動(dòng)生成
    1.3 本文研究內(nèi)容與特點(diǎn)
    1.4 本文結(jié)構(gòu)安排
第二章 相關(guān)技術(shù)介紹
    2.1 虛擬人運(yùn)動(dòng)生成與仿真相關(guān)技術(shù)介紹
        2.1.1 運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)簡介與處理
        2.1.2 有限狀態(tài)機(jī)控制器
        2.1.3 動(dòng)力學(xué)控制器
    2.2 深度學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)介紹
        2.2.1 人體動(dòng)作數(shù)據(jù)庫
        2.2.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        2.2.3 常用卷積網(wǎng)絡(luò)模型
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于動(dòng)能熱力分布圖的虛擬人運(yùn)動(dòng)生成與仿真
    3.1 相關(guān)方法與研究難點(diǎn)
    3.2 算法流程框架介紹
    3.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理與分析階段
        3.3.1 運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理
        3.3.2 運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分析
    3.4 動(dòng)力學(xué)模型控制運(yùn)動(dòng)生成階段
        3.4.1 平衡與姿態(tài)
        3.4.2 過渡時(shí)間的估計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于單人物視頻的虛擬人運(yùn)動(dòng)生成
    4.1 相關(guān)方法與研究難點(diǎn)
    4.2 算法流程框架介紹
    4.3 人體關(guān)節(jié)位置預(yù)測
        4.3.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        4.3.2 損失函數(shù)
    4.4 骨骼適配
    4.5 本章小結(jié)
第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.1 基于動(dòng)能熱力分布圖的虛擬人運(yùn)動(dòng)生成與仿真
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與對比分析
    5.2 基于單人物視頻的虛擬人運(yùn)動(dòng)生成
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與對比分析
    5.3 本文小結(jié)
第六章 結(jié)語
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果



本文編號：3829064