24、3D动画模拟与轻量级人体姿态估计技术解析

3D动画模拟与轻量级人体姿态估计技术解析

1. 3D动画模拟相关技术

1.1 3D角色运动控制与动画生成

在3D动画场景中，为保证系统的实时性，要尽可能减少交集测试次数。具体操作是用直线连接3D角色的当前位置和下一位置。当3D角色移动到交集处时，会沿着障碍物边缘移动，直至到达下一个交集。

角色动画技术包含皮肤和骨骼运动两部分信息。以BVH数据文件在不同运动下进行动画驱动测试，具体步骤如下：
1. 根据文件中定义的人体标准姿势骨骼树的层次结构，分层获取每块骨骼的局部坐标系。
2. 计算其变换矩阵。
3. 将变换矩阵同时应用于下一级骨骼，实现所有骨骼的对齐。

在OSG中完成3D角色运动的高级控制，使用消息机制以每秒30帧的帧率更新和调用动画。通过改变平移和旋转分量，变换3D角色在3D空间中的位置和姿势，形成连续的动画画面。在路径转折点控制3D角色的移动，同时更新旋转角度和位移，形成连续平滑的运动效果。

1.2 3D动画设计与应用意义

在3D动画的设计和制作中，设计师将网络技术、计算机技术和系统交互设计整合为一体，利用VST模拟出高度真实的世界，人们可自由进入其中，深入探索未来世界。计算机VST在3D动画制作中的应用具有重要实践意义：
- 有助于人们更好地理解动画作品，解读真实场景。
- 在还原古代场景和展望未来方面发挥重要作用。

基于骨骼动画算法的虚拟人动作模拟可能完全取代传统的人类动作模拟方法，这种新的交互模式操作更方便，能以较低成本快速便捷地获取人体关节的运动数据，在医学、智能机器人、游戏和3D重建等领域具有重要工程价值。