[發(fā)明專利]一種基于示例動畫的人物運動模擬方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910065667.2
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109801350B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設計）人: 高春鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南深度體驗智能技術有限公司
• 主分類號: G06T13/40
• 分類號: G06T13/40;G06T15/00
• 代理公司: 北京市浩東律師事務所 11499
• 代理人: 李瓊

本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實技術領域，且公開了一種基于示例動畫的人物運動模擬方法，包括以下步驟：數(shù)據(jù)預處理階段：步驟1：制作示例行走動作數(shù)據(jù)，通過動作捕捉設備結(jié)合美工修正的方式制作不同類型的基礎示例行走動作，大量動作動畫數(shù)據(jù)M＝{Msubgt;1/subgt;，Msubgt;2/subgt;，…，Msubgt;i/subgt;},1≤i≤Num。該基于示例動畫的人物運動模擬方法，根據(jù)用戶需要設定虛擬人物行走時理想的前向速度、轉(zhuǎn)向速度和橫向速度，經(jīng)過動作數(shù)據(jù)預處理階段和混合行走動作實時計算階段兩個階段，通過參數(shù)混合的方式實時驅(qū)動和控制虛擬人物在虛擬環(huán)境中進行運動，使得虛擬人物在虛擬環(huán)境中能夠像真實人物一樣自然的進行行走，有利于增強虛擬環(huán)境的逼真感與真實感，提高用戶體驗。

技術領域

本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實技術領域，具體為一種基于示例動畫的人物運動模擬方法。

背景技術

隨著虛擬現(xiàn)實技術不斷的發(fā)展，準確生動的模擬虛擬人物對虛擬環(huán)境的感知能力，做出真實的肢體反應，對提高虛擬現(xiàn)實的逼真性以及用戶體驗非常重要，虛擬人物通常可以在虛擬場景中做出各種各樣的仿真肢體動作，比如行走、跳和抓等，其中虛擬人物通過行走可以在虛擬場景中進行漫游、巡查和尋路等，帶給用戶極大的真實感。

目前在虛擬環(huán)境中模擬人物行走，通常通過已有的行走動作數(shù)據(jù)直接對虛擬人物進行驅(qū)動，該方法雖然可以保證人物運動的實時性并減少虛擬場景的實時計算壓力，但是這種模擬方式只是重復讀取行走動作數(shù)據(jù)并驅(qū)動人物行走，容易造成虛擬人物動作非智能化，同時人物缺乏對環(huán)境的感知能力與交互能力，降低了真實感與逼真感，如果不采用上述驅(qū)動方式，通常需要在虛擬環(huán)境渲染的每一幀都計算與虛擬環(huán)境交互的人物行走動作，難以保證虛擬環(huán)境渲染以及人物驅(qū)動的實時性，故而提出了一種基于示例動畫的人物運動模擬方法來解決上述提出的問題。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術問題

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種基于示例動畫的人物運動模擬方法，具備能保證虛擬環(huán)境渲染以及人物驅(qū)動的實時性等優(yōu)點，解決了在虛擬環(huán)境中模擬人物行走，通常通過已有的行走動作數(shù)據(jù)直接對虛擬人物進行驅(qū)動，該方法雖然可以保證人物運動的實時性并減少虛擬場景的實時計算壓力，但是這種模擬方式只是重復讀取行走動作數(shù)據(jù)并驅(qū)動人物行走，容易造成虛擬人物動作非智能化，同時人物缺乏對環(huán)境的感知能力與交互能力，降低了真實感與逼真感，如果不采用上述驅(qū)動方式，通常需要在虛擬環(huán)境渲染的每一幀都計算與虛擬環(huán)境交互的人物行走動作，難以保證虛擬環(huán)境渲染以及人物驅(qū)動的實時性的問題。

(二)技術方案

為實現(xiàn)上述能保證虛擬環(huán)境渲染以及人物驅(qū)動的實時性的目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

動作數(shù)據(jù)預處理階段：

步驟1：制作示例行走動作數(shù)據(jù)，通過動作捕捉設備結(jié)合美工修正的方式制作不同類型的基礎示例行走動作，大量動作動畫數(shù)據(jù)M＝{M₁，M₂，…M_i}，1≤i≤Num，Num為行走動畫數(shù)據(jù)個數(shù)，然后通過動作美化工程師對捕捉的基本行走動作數(shù)據(jù)進行調(diào)整與精修，得到自然的人物行走動作，這些示例行走數(shù)據(jù)最終被抽象為虛擬人物骨骼的所有重要關節(jié)的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)以及位移數(shù)據(jù)，然后手動的將每一個示例行走動作腳掌貼地的時刻打上時間戳，則某一個示例動作可以劃分為多個子運動片段{Mⁱ(t₁→t₂)，Mⁱ(t₂→t₃)，…，Mⁱ(t_n-1→t_n)}，n為該示例動作的總時間，t為時間戳；