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文本驱动的虚拟人动作合成研究

吴铃  
【摘要】:三维虚拟人动画涉及到诸多领域,如心理学、人工智能和图形学等,并且虚拟人动画也具有广阔的应用前景。与虚拟人的交互是一个比较有趣也比较有前景的课题,因此吸引了众多人体动画爱好者。但大多数虚拟人控制系统都是通过语音设备或触觉设备控制虚拟人,有些系统甚至可以与虚拟人进行交互。虽然通过语音和触觉设备这两种方法来控制三维虚拟人能够达到比较好的效果,但这两种方法都需要依靠价值比较高的外部设备。如果通过触觉设备来控制虚拟人,用户还需要佩戴各种触觉装备,而这些比较笨重的装备一般都会使用户觉得不自在。鉴于前面两种方法的缺点,本文采用了文本输入来控制虚拟人,即用户进行通信时,用户输入文本后系统会自动提取文本中的动词,虚拟人就做出相应的动作,这样就达到了控制虚拟人运动的目的。实验表明本方法能够很好的控制虚拟人动作,并且实现较为简单,省去了昂贵的设备带给开发者的压力,也省去了笨重的装备带给用户的负担。 本文的研究目标是制作出一些比较常用的人体动作,构建动作数据库,最后将这些动作和数据库嵌入到整个课题大项目中,使通信的双方都能调用相应的动作文件从而实现虚拟人的动作控制。本文中的虚拟人动作制作过程是首先解析动作捕捉文件,得到各个关节在每一帧的旋转信息和偏移信息,再计算出每一帧中各个关节的坐标位置,最后将虚拟人人体绘制出来。对于虚拟人动画中的失真情况,本文采用的是逆向运动学中的CCD循环坐标下降(Cyclic-Coordinate Descent)算法来进行修正,另外还对CCD算法进行了改进。 本文为了实现虚拟人动作控制,构建了动作数据库,其主要是用于查询动词对应的动作文件名,以便能成功调用相应的动作文件。实验证明,本文的研究内容嵌入到整个虚拟人项目中能够使通信的双方都可以很好地控制各自的虚拟人。


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