9、虚拟人类动画与群体行为模拟：技术与方法解析

虚拟人类动画与群体行为模拟：技术与方法解析

1. 动画多样性

在虚拟人类动画中，实现多样化的动画效果对于提升模拟的真实感至关重要。动画多样性主要体现在以下几个方面：
- 速度与风格 ：人类的移动速度和风格是动画多样性的重要组成部分。速度可以从 0.5 m/s 到 2 m/s 的步行速度，以及 1.5 m/s 到 3 m/s 的跑步速度进行采样。风格则是一个介于 0 到 1 之间的值，0 代表步行，1 代表跑步。通过调整这些参数，可以生成超过 100 种不同的运动周期，使每个个体都具有独特的运动方式。
- 拟人化 ：拟人化是指在五种不同的运动捕捉人物的五种不同运动风格之间进行融合的权重。通过赋予每个虚拟人类特定的拟人化权重，可以进一步增加其运动的独特性。

当这些动画引擎完全集成到群体框架中时，通过简单地改变上述参数，就可以生成许多不同的运动周期，从而使每个个体都独一无二。此外，该引擎还进行了扩展，以处理曲线行走和动态避障等功能。

2. 附属动作

除了基本的运动周期，附属动作也是实现逼真合成群体的必要条件。附属动作通常涉及上肢的运动，如手持物品、将手放在口袋里等。这些动作需要与主要的运动动作相匹配，以确保动画的连贯性和真实性。

为了设计附属动作，我们可以使用优先逆运动学求解器。具体步骤如下：
1. 准备一组运动周期。
2. 设计手和手臂的“第一猜测”姿势，可能包括锁骨，使用蒙皮目标角色进行设计。
3. 确定要约束在手部或手臂上的“效应器”点。
4. 为每个效应器指定其在身体其他局部坐标系中的目标位置。