[發(fā)明專利]虛擬角色的步態(tài)自動適應地形的系統(tǒng)及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210232938.7
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN103514622A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 黃勝彥;張瑜宏;簡宏任
• 申請（專利權）人: 甲尚股份有限公司
• 主分類號: G06T13/40
• 分類號: G06T13/40
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

1.一種虛擬角色的步態(tài)自動適應地形的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)至少包括：

一虛擬角色及步態(tài)輸入單元，用以提供使用者選定輸入一三維虛擬角色數(shù)據(jù)及該角色的一段完整的腿部步態(tài)運動數(shù)據(jù)做為參考動作數(shù)據(jù);

一腿部動作分析單元，用以針對該參考動作數(shù)據(jù)，計算分析腿部步態(tài)的動作循環(huán)中的腿部循環(huán)，以獲得參考動作數(shù)據(jù)的動作屬性及腿部動作的關鍵影格，并計算出該虛擬角色的腳掌長度的腿部運動參數(shù);及

一實時適應地形的步態(tài)動作產生單元，用以通過該腿部動作分析單元所分析產出的腿部運動參數(shù)，實時動態(tài)的計算及預測該虛擬角色未來行進的足跡，并通過該參考動作數(shù)據(jù)進行腿部動作的內插計算以產生適合于當下地形的步態(tài)動作，并通過一貝茲曲線計算調整虛擬角色在行進中腳底與障礙物的路徑數(shù)據(jù)，再通過反向關節(jié)運動學公式計算調整虛擬角色腿部關節(jié)的運動動作狀態(tài)。

2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該三維虛擬角色數(shù)據(jù)包括一至少包含九個腿部骨架節(jié)點的數(shù)據(jù)，其分別為：一根部節(jié)點、一左大腿根節(jié)點、一左膝蓋節(jié)點、一左腳踝節(jié)點、一左腳趾節(jié)點、一右大腿根節(jié)點、一右膝蓋節(jié)點、一右腳踝節(jié)點及一右腳趾節(jié)點，其中該左膝蓋節(jié)點、左腳踝節(jié)點、左腳趾節(jié)點、右膝蓋節(jié)點、右腳踝節(jié)點及右腳趾節(jié)點六個關節(jié)節(jié)點的自由度為1，表示此類關節(jié)只能在一個方向上轉動，其余三個關節(jié)的自由度為3，表示此類關節(jié)可進行三個方向上的轉動。

3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該虛擬角色完整步態(tài)動作數(shù)據(jù)是由該虛擬角色兩腿以上身體的結構所組成，該虛擬角色的步態(tài)動作依其時間與空間因素乃兩腿的周期性循環(huán)動作，完整一組周期性循環(huán)動作的組合為一完整的步態(tài)動作循環(huán)，該虛擬角色完整步態(tài)動作數(shù)據(jù)為一完整腿部步態(tài)動作循環(huán)的動作數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該腿部動作分析單元依據(jù)該參考動作數(shù)據(jù)，計算分析腿部步態(tài)的動作循環(huán)中的腿部循環(huán)，可獲得該虛擬角色的左大腿根節(jié)點、左膝蓋節(jié)點、左腳踝節(jié)點、一左腳趾節(jié)點、右大腿根節(jié)點、右膝蓋節(jié)點、右腳踝節(jié)點及右腳趾節(jié)點的角度與坐標數(shù)據(jù)，并計算該虛擬角色的腳踝與腳趾的范圍以得到虛擬角色的腳掌大小的數(shù)據(jù)，最后依據(jù)該角度與坐標數(shù)據(jù)及該腳掌大小數(shù)據(jù)，計算以獲得該虛擬角色行進步態(tài)的關鍵影格。

5.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，該關鍵影格為以下五個態(tài)樣其中之一:

(a)、完全站立時段:在整的步態(tài)運動過程中，腿部完全著地，此時腿部關節(jié)中的腳踝與腳趾兩者完全接觸地面;

(b)、腳抬起:腳抬起階段，此時腳踝抬起而腳趾著地，腳踝關節(jié)角度變化度及坐標高度皆會大腳趾;

(c)、腳離地:腳離地階段，此時腳踝與腳趾皆離地，腳趾關節(jié)角度及坐標高度開始趨近于腳踝;

(d)、腳觸地:腳觸地階段，此時腳踝騰空腳趾著地，腳趾關節(jié)角度大于腳踝，但坐標高度小于腳踝;

(e)、腳著地:腳著地階段，此時腳踝與腳趾皆著地，腳踝關節(jié)角度及坐標高度趨近于腳趾。