一种基于便携终端的交互式运动数据采集方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103606178103606178A(43)申请公布日2014.02.26(21)申请号201310503081.2(22)申请日2013.10.23(71)申请人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市屯溪路193号(72)发明人刘晓平陆劲挺谢文军王真水罗飘(74)专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人余成俊(51)Int.Cl.G06T13/00(2011.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图2页附图2页(54)发明名称一种基于便携终端的交互式运动数据采集方法(57)摘要本发明公开了一种基于便携终端的交互式运动数据采集方法，采用常见的便携式平板设备，设置提供用户完成图像采集、图像标记、标记信息识别、运动重建的一系列程序模块。本发明可以让用户在没有昂贵动捕设备的情况下，也可以方便地制作重现各种生物的动画，并且突破了传统动捕设备采集对象的局限，提供了专业人员更加快捷地进行运动数据获取和重建工作的途径，工具界面友好，适用于从娱乐到开发各层次的需求。CN103606178ACN103678ACN103606178A权利要求书1/1页1.一种基于便携终端的交互式运动数据采集方法，其特征在于：在便携终端中，通过程序设置一个工具箱，所述工具箱供用户从图像资源中获取运动角色骨骼动画，所述工具箱由视频采集模块、视频编辑模块、标记模块、约束计算模块、微调和运动生成模块构成，用户通过便携终端的工具箱快速标记运动角色的姿态，包括以下步骤：（1）用户启动工具箱中视频采集模块，由视频采集模块控制便携终端自带的摄像头进行运动角色的图像采集，采集到的图像送入视频编辑模块进行处理；（2）用户启动工具箱中标记模块、约束计算模块，依据标记模块中设定的标记方法，使用草图或节点定位的模式对视频编辑模块处理后的图像中，运动角色在关键帧中的姿态进行手绘标记；（3）用户启动工具箱中微调和运动生成模块，根据步骤（2）得到的手绘标记开始生成当前运动角色的骨骼姿态。2.根据权利要求1所述的一种基于便携终端的交互式运动数据采集方法，其特征在于：所述步骤（1）中，用户启动工具箱中视频采集模块，由视频采集模块控制便携终端自带的无线连接装置，从无线网络中搜索下载所需的运动角色的图像。3.根据权利要求1所述的一种基于便携终端的交互式运动数据采集方法，其特征在于：所述步骤（2）中，对于草图标记的图像，通过曲线特征提取骨架节点；对于节点定位的图像，通过逆投影获得节点在空间中的可能位置线；最后用户在约束计算模块中选取增加相关的约束求解可能的姿态信息。4.根据权利要求3所述的一种基于便携终端的交互式运动数据采集方法，其特征在于：所述步骤（2）中，标记模块将已采集的多帧骨骼姿态作为关键帧，依据运动的连续性，生成每个节点的运动曲线，对于由于遮挡造成的不确定数据，通过曲线拟合，由其他帧数据计算得到；用户通过约束计算模块选取增加相关的约束及其优先级，迭代计算所生成的运动曲线，使之按优先级高低尽量满足各个约束。5.根据权利要求3所述的一种基于便携终端的交互式运动数据采集方法，其特征在于：微调和运动生成模块中设置有骨骼动画重定向方法，允许用户自由编辑骨骼长度，得到所需的骨骼造型，过程如下：首先用户通过工具可以缩放每一根骨骼的长度，或通过指定目标骨骼，将所采集的骨骼缩放到目标尺寸，如果两套骨骼数量不匹配，需要用户协助指定对应关关系，而后每根骨骼按照其所对应的所有骨骼长度和进行缩放，且用户操作仅限于约束允许的变化。2CN103606178A说明书1/5页一种基于便携终端的交互式运动数据采集方法技术领域[0001]本发明涉及运动数据采集方法领域，具体为一种基于便携终端的交互式运动数据采集方法。背景技术[0002]如何快速获取真实的运动数据，一直是计算机动画领域的研究热点。以此为动机，面向人形角色的骨骼动画制作在丰富的研究成果基础上，已形成一套完整的业内流程。通过采集专业演员的动作作为源数据，该流程可以提供具有高度真实感的骨骼动画，动画师仅需要再进行一定的风格化微调，就可进一步用该动画驱动模型。主流的运动捕捉方法分为光学动捕和传感器动捕两种：其中光学动捕需要在目标表面附着一定数量的标记点，通过覆盖每个角度的多台摄像机识别标记点，并重建标记点的运动轨迹。而传感器动捕通过在肢体上绑定传感器，通过传感器记录运动轨迹。[0003]然而将动捕方法应用于四足动物的难度很大。其中基于光学的方法具有一定通用性，对于某些特定四足动物的应用研究已经展开。但由于图像识别技术要求动物体表为纯色。而传感器方法由于成本较高，且结构精密容易损坏，因此仅限于温顺的动物。以上原因导致现有动捕方法仅适用于