基于实时权重的虚拟人运动合成方法

马建晓，刘 伟

(南阳师范学院 机电工程学院，河南 南阳 473061)

0 引 言

虚拟人作为参与者在虚拟现实中的表示，其逼真程度直接影响了参与者的沉浸感。运动捕获方法就是通过捕获真实人的运动数据记录人体运动中丰富的细节，生成具有很强真实感和较强实时性的人体动画[1-2]。但是在虚拟人的运动过程中，并不是重复单个动作，往往需要做出各种不同的动作，因此必须解决动作之间的切换问题。一种实现动作过渡的简单方法就是利用关键帧插值技术，将前后动作的一些特殊位置作为关键帧，然后通过参数插值实现运动[3-4]。这种方法虽然简单，但是处理效果并不理想，尤其是当动作与动作间的过渡时间较长时，在过渡时间内可能会出现新的特殊位置，所以仅仅依靠运动变化前后两个关键帧是无法通过参数插值来实现的。文献[5]提出一种数据驱动的虚拟人运动生成模式。当直接使用运动捕获的数据无法保证与虚拟环境实时交互时，可将人体的物理性质与运动捕获数据联合计算，以获取物理正确性的控制参数，通过运动分割器和姿态生成器得到运动参数。这种动力学控制方法虽然部分解决了生成动作机械化的问题，但由于人体物理性质的复杂性，在复杂虚拟环境中还会出现动作失真的现象[6-7]。另外，在虚拟现实中虚拟人还经常在同一时刻做出多个动作。比如在作战仿真系统[8]中，步行动作和射击动作作为两种不同的基本动作，常常是同时进行的。……