大規(guī)模人流動畫的交互操作綜述

1、Interactive Manipulation of Large-Scale Crowd Animation大規(guī)模人流動畫的交互操作摘要由于缺乏一種有效的操作方法，編輯大規(guī)模人群動畫是一項艱巨的任務(wù)。本文提出了大規(guī)模的人群動畫一種新型的籠型編輯方法?；\子包圍動畫人物，并且支持方便的空間/時間操作的方法是利用以前的方法無法實現(xiàn)的。所提出的方法是基于籠基于變形的組合，并且是將含有一系列約束的盡可能剛性的變化集成到系統(tǒng)中，以產(chǎn)生所需的結(jié)果。我們的系統(tǒng)可以讓動畫師直觀地編輯現(xiàn)有人群的動畫與實時性能，同時保持單個人物之間復(fù)雜的相互作用。我們的例子表明了我們的籠式用戶界面如何減少動畫用戶處理大規(guī)模人流動

2、畫時所用的時間和精力。關(guān)鍵詞：人體運動，互動編輯，人流動畫，數(shù)據(jù)驅(qū)動的動畫AbstractEditing large-scale crowd animation is a daunting task due to the lack of an efficient manipulation method. This paper presents a novel cage-based editing method for large-scale crowd animation.The cage encloses animated characters and supports convenient

3、 space/time manipulation methods that were unachievable with previous approaches. The proposed method is based on a combination of cage-based deformation and as-rigid-as-possible deformation with a set of constraints integrated into the system to produce desired results. Our system allows animators

4、to edit existing crowd animations intuitively with real-time performance while maintaining complex interactions between individual characters. Our examples demonstrate how our cage-based user interfaces mitigate the time and effort for the user to manipulate large crowd animation.CR Categories: I.3.

5、7 Three-Dimensional Graphics and Realism:AnimationVirtual realityKeywords: Human Motion, Interactive Editing, Crowd Animation,Data-Driven Animation概述最近的故事片和視頻游戲往往展現(xiàn)出擁有一大群人物的壯觀的場面。人流動畫可用于顯示各種有趣的活動。人物有時候會緊緊地擠進一個狹小空間。有時候，他們相互之間會有協(xié)助或者對抗。有大量的人群仿真算法，可以生成一個人群的動畫人物。這些算法通常有一組可調(diào)參數(shù)。動畫師調(diào)整參數(shù)來控制動畫的人群展現(xiàn)其本該具有的樣子。人群

6、仿真的生產(chǎn)是通過調(diào)整不同參數(shù)運行多個模擬，這是一個不斷試驗和錯誤的過程。另外，交互式編輯技術(shù)進行了研究，以能夠讓動畫師直接操縱人流動畫。他們的交互技術(shù)可以通過在任意時刻釘住和拖動人物來有效地編輯多人物的組群運動，同時保持原有動畫的完整性和視頻質(zhì)量。交互式編輯技術(shù)的使用改變了動畫師的工作過程。動畫制作者開始通過一個模擬算法從無到有的生成一個最初的人群動畫，然后他或她可以交互地操作動畫以完善結(jié)果。盡管團隊運動編輯技術(shù)已經(jīng)表明在促進人群方面很有前途，但是因為計算的技術(shù)要求，它們的實際使用還是受到了限制。以前的工作業(yè)績表明足以滿足十幾個人物互動，但較之電影和游戲中出現(xiàn)的大規(guī)模人群，還是遠遠不足的。我們

7、提出了操縱大規(guī)模人群動畫交互的新型籠型編輯方法?；\是一個抽象的對象將目標(biāo)人物放在特定空間范圍或持續(xù)時間之中運動?；\型方法的好處是多方面的。從用戶界面的角度來看，在多個人物的運動時籠提供相干控制，以一種協(xié)調(diào)的方式來控制運動?；\還允許區(qū)域控制。動畫制作者可以操縱籠內(nèi)封閉的動畫中的一小部分，而剩余部分不動?；\使用不強加任何限制人類的動作。任意類型的人體運動都能能被加入人流動畫中，甚至包括身體接觸人際交往。從性能的角度來看，籠被視為動畫的縮小模型；因此，它可以有效地基于兩個級分層計算進行操縱。我們的方法是比以前的拉普拉斯為基礎(chǔ)的方法通過快幾個數(shù)量級。人群中人物個數(shù)方面的性能增益更為可觀。從技術(shù)上講,我

8、們的方法是制定等式和不等式約束的二次規(guī)劃。人際關(guān)系，比如人物之間的同步和身體接觸施以等式約束。我們增加不等式約束，以防止過度變形。該方法是受多種以前的工作的啟發(fā),由三個主要部分組成。首先，一個盡可能剛性的網(wǎng)格變化模型提供了操縱籠的有效手段。第二，使用廣義重心坐標(biāo)來建立抽象籠和原始運動數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系。最后，二次不等式約束的二次規(guī)劃的上下界本質(zhì)是非凸的。我們放寬非凸性，能更有效地解決問題。這些組件相互促進，實現(xiàn)了可擴展的解決方法。我們將通過一個包含密集的人群彼此間相互作用的實例展示我們方法的有效性。研究現(xiàn)狀許多研究人員探討了現(xiàn)實人群的動畫生成。這些措施包括基于代理的決策方法，根據(jù)速度場的流控制

9、，以及這兩種方法的混合。數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法在創(chuàng)建逼真的群組動畫方面也進行了研究。一組人從鳥瞰圖捕獲的二維運動數(shù)據(jù)被用來模仿真實人群復(fù)雜的行為。雖然許多令人群信服的方法被提出來了，但只有一少部分方法能被用來直接編輯人群動畫。人們長期以來一直在研究編輯現(xiàn)有的人體運動，以適應(yīng)新的約束，這是一個角色動畫方面的重要問題。計算額外的具有特定約束條件的低頻運動被廣泛的采用，因為它提供原有人物所需的運動。基于一組運動的例子，運動的配合和重排已用于合成新的運動序列。Kwon首次討論交互操作多角色動畫。他們使用了圖結(jié)構(gòu)來模擬行人的時空群體行為，并采用網(wǎng)格編輯算法來交互操縱動畫。Kim和Ho擴展了該方法，能更廣泛的來處

10、理具有復(fù)雜相互作用的人群行為。這些以前的方法通常將運動編輯轉(zhuǎn)換成解決約束問題。相對于人物的數(shù)量和動畫的持續(xù)時間，所述約束求解問題的規(guī)模迅速擴展。我們提出了一種新的交互方法來解決約束求解問題。我們的方法是通用的，高效的，易于使用，并且在交互技術(shù)上方便了用戶的工作流程。參考文獻ARIKAN, O., FORSYTH, D. A., AND OBRIEN, J. F. 2003. Motion synthesis from annotations. ACM Trans. Graph. 22, 3, 402408.BOROS ´A N, P., HOWARD, R., ZHANG, S.,

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