[发明专利]具身代理中的骨架动画

说明书

使用用于对虚拟角色或数字实体进行动画制作的致动系统来改进骨架动画，该致动系统包括与该虚拟角色或数字实体的骨架相关联的多个关节以及相对于第一骨架姿势限定骨架姿势的至少一个致动单元描述符。使用旋转参数来表示这些致动单元描述符，并且使用对应的致动单元描述符来驱动该骨架的这些关节中的一个或多个关节。

技术领域

本发明的实施方案涉及计算机图形角色动画。更具体地但非排他地，本发明的实施方案涉及骨架动画。

背景技术

由动画制作者控制计算机图形角色的移动的已知方法之一是使用角色的骨架的参数来驱动其移动。给定由骨和连接骨的关节组成的骨架，这些参数代表关节角度，其定义特定骨相对于相邻骨的局部旋转。一旦定义了这些角度和骨长度的值，就可以使用正向运动学方法来计算每个骨架部件的所得空间位置。

在动画中定义骨架参数的问题可以通过全身运动捕获技术来解决或者由动画制作者手动指定。

如果动画制作者想要对所捕获的运动(次级运动或不遵循物理定律的移动)引入一些改变，则动画制作者必须操纵数据以定义骨架参数的新值。这通常是通过被称为动画创作的过程手动完成的，该过程需要大量额外的努力，因为参数的任何改变都应当与移动力学一致。

矩阵形式的运动学方程指定骨架的运动力学。这些方程包括用于执行正向运动学计算的骨架骨链的方程。参数的变化导致骨位置的非线性变化，并且动画制作者将需要预先推断什么类型的运动将是特定参数的结果。

其他方法使用逆向运动学，其中动画制作者指定骨架骨链中的末端骨的空间位置和/或取向(机器人类比中的末端执行器)。然而，这种方法需要计算一系列骨上的参数，并且如果想要单独地改变骨链内的特定关节的参数值，则仍然必须手动地进行。

直接通过关节参数控制骨架动画具有某些缺点和复杂性。手动定义关节角度需要许多试错迭代，这通常只能由有经验的艺术家完成。为了旋转骨架骨结构中的特定骨，需要改变相关联的关节的参数值(2D中的两个参数和3D中的三个参数)。该过程对于艺术家来说最困难的部分是同时改变两个或更多个参数的结果难以预测和直观地想象。换句话说，艺术家需要记住运动力学的关系以将骨放置到期望的位置。

例如，当必须约束骨架运动以满足一些生理上实际的行为时，出现另一个问题。这需要为每个参数指定单独的边界，并且任何改变必须满足这些约束。

此外，由于关节角度的不同值可能对应于对应骨的相同空间位置，因此利用角度方面的参数进行操纵会导致模糊性。这可能在骨架动画的过程中引入附加的复杂性。

发明内容

本发明的目的是改进骨架动画，或至少为公众或业界提供有用的选择。

附图说明

图1：骨架基础姿势，其中致动单元描述符控件的示例被设置为零；

图2：示出“armAbductR”致动单元描述符的完全激活的示例性姿势；

图3：示出“armAbductR”致动单元描述符的部分激活的示例性姿势；

图4：使用每种姿势的多个致动单元描述符值生成的两个示例性姿势“posePeaceSign”和“poseSit01”；

图5：示出混合两个姿势“posePeaceSign”和“poseSit01”的结果的姿势示例。使用每种姿势的致动单元描述符值来执行混合。

图6：骨架姿势和致动单元描述符之间的对应关系。骨架系统的每个关节与对应的旋转参数(旋转矢量)相关联。

图7：一组骨架姿势Pose_1至Pose_m(各种姿势示例)与致动系统之间的对应关系。

图8：致动单元描述符组合器的示意性表示。

图9：致动单元描述符映射器15的示意性表示。