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第1章 绪论1

1.1 人体动画纵览1

1.1.1 运动学控制2

1.1.2 简单动力学控制2

1.1.3 运动捕获3

1.1.4 物理控制器4

1.1.5 混合方法5

1.2 人体基本模型6

1.3 本章小结8

参考文献8

第2章 人体运动数据压缩技术11

2.1 运动捕获数据压缩流程11

2.1.1 压缩前数据预处理12

2.1.2 几何编码13

2.1.3 数据量化13

2.1.4 熵编码13

2.1.5 误差控制与矫正13

2.2 运动捕获数据压缩方法分类原则14

2.2.1 基于运动数据中的冗余类别进行分类15

2.2.2 基于运动数据是否损失进行分类16

2.2.3 基于算法部署平台进行分类16

2.2.4 基于运动数据传送方式进行分类16

2.3 基于消除时空域数据冗余的方法17

2.3.1 基于曲线拟合的方法17

2.3.2 基于数据降维的方法17

2.3.3 基于信号处理的方法18

2.3.4 基于四元数空间稀疏表达的方法19

2.3.5 基于关键帧提取的方法20

2.4 基于消除片段域数据冗余的方法20

2.4.1 基于动作片段分析的方法20

2.4.2 基于聚类及降维的方法21

2.5 本章小结22

参考文献23

第3章 人体运动数据检索技术29

3.1 运动捕获数据检索算法中的关键问题30

3.1.1 数值相似性与逻辑相似性30

3.1.2 骨架的层次结构分解31

3.1.3 索引的构建31

3.1.4 特征的选取32

3.2 基于数值相似性的检索算法32

3.2.1 基于SOM的方法32

3.2.2 基于PCA的方法34

3.2.3 其他基于数值相似性的方法34

3.3 基于逻辑相似性的检索算法34

3.4 本章小结37

参考文献37

第4章 低维空间人体运动合成技术42

4.1 运动合成算法流程43

4.1.1 运动数据预处理43

4.1.2 运动数据降维44

4.1.3 基于最优化的运动模型及运动合成45

4.1.4 人体运动合成技术45

4.2 运动控制算法流程51

4.2.1 低维信号模拟51

4.2.2 基于最近邻查找的运动模型51

4.2.3 局部在线模型及运动控制51

4.2.4 人体运动控制技术52

4.3 本章小结54

参考文献55

第5章 基于预测的实时运动捕获数据无损压缩方法61

5.1 数据的分组处理62

5.2 预测规则63

5.3 最佳α值与α值查找表的构建65

5.4 实验结果与讨论66

5.4.1 不同参数组合下的压缩比67

5.4.2 平均预测误差与压缩比69

5.4.3 与其他压缩方法对比70

5.5 本章小结71

参考文献72

第6章 关键帧提取与浮点压缩方法73

6.1 特征表示方式和维度约减73

6.1.1 骨骼夹角特征表示方法74

6.1.2 优化的骨骼夹角特征表示方法75

6.2 并行曲线简化方法77

6.3 基于局部最小生成树的点模型浮点压缩方法79

6.3.1 预测及浮点数压缩80

6.3.2 实验结果与分析81

6.4 基于GPU的无损浮点压缩方法83

6.4.1 Lorenzo预测器84

6.4.2 Lorenzo的并行方案85

6.5 本章小结86

参考文献87

第7章 基于样例的实时人体运动数据检索89

7.1 预处理90

7.1.1 特征定义91

7.1.2 运动索引提取92

7.2 实时检索94

7.2.1 基本相关性系数计算94

7.2.2 等长规格化95

7.2.3 计算匹配分数95

7.2.4 两阶段匹配过程96

7.3 结果和讨论97

7.3.1 预处理阶段结果97

7.3.2 实时检索结果99

7.4 本章小结103

参考文献104

第8章 人体运动捕获数据库集成框架106

8.1 系统概述106

8.2 运动索引和EigenDis定义107

8.3 对压缩的运动数据库进行多步检索108

8.4 结果与讨论108

8.4.1 数据库创建阶段结果109

8.4.2 实时检索阶段结果110

8.5 本章小结111

第9章 基于草绘的快速位姿检索与位姿创建112

9.1 引言112

9.2 相关工作113

9.3 系统概述114

9.4 运动数据预处理115

9.5 图像描述符117

9.6 局部匹配和快速位姿检索118

9.7 基于采样的位姿提炼120

9.8 实验122

9.9 用户调查127

9.10 本章小结130

参考文献131

第10章 基于高斯过程动态模型的人体节奏运动合成134

10.1 引言134

10.2 相关工作135

10.3 算法概述136

10.3.1 节奏和运动特征提取137

10.3.2 节奏提取137

10.3.3 运动特征提取138

10.4 节奏和运动特征匹配139

10.5 运动节奏转移139

10.6 实验结果140

10.6.1 节奏提取结果140

10.6.2 运动特征提取结果141

10.6.3 GPDM插值和节奏转移142

10.7 本章小结144

参考文献145

第11章 基于生物力学的最优化触碰运动合成147

11.1 引言147

11.2 相关工作148

11.3 基于生物力学的真实感触碰控制器150

11.4 数据预处理150

11.4.1 手臂触碰工作区计算150

11.4.2 策略分类152

11.4.3 低维空间构造152

11.5 基于最优化的运动合成153

11.5.1 快速最近邻查找153

11.5.2 目标函数153

11.6 实验154

11.6.1 实验设置154

11.6.2 结果154

11.6.3 结果分析155

11.7 本章小结158

参考文献158

第12章 基于组合控制器的触碰运动合成161

12.1 引言161

12.2 相关工作162

12.2.1 触碰和抓取运动合成162

12.2.2 基于模型的运动合成163

12.2.3 基于组合控制器的运动合成163

12.3 系统框架163

12.4 控制器定义164

12.4.1 静态控制器164

12.4.2 过渡控制器166

12.5 触碰运动合成166

12.6 实验167

12.6.1 实验环境设置167

12.6.2 基于静态控制器的单次和连续触碰168

12.6.3 结合过渡控制器的试探性触碰169

12.6.4 手眼协同169

12.7 本章小结170

参考文献171