[发明专利]一种基于四维球面轨迹的运动编辑方法

权利要求书

1.一种基于四维球面轨迹的运动编辑方法，其特征在于，该基于四维球面轨迹的运动编辑方法包括：

选择动作的高层语义特征，即骨骼的转动方位作为编辑算法的特征输入，接着将特征的可变域映射到连续的四维球面轨迹上进行参数编辑，以实现对运动捕捉数据的风格编辑，

具体的方法包括：

步骤一，用户输入曲线参数y_i以及要编辑的原始运动捕捉数据；

步骤二，根据原始运动捕捉数据的文件头即骨架定义部分，计算出每一块骨骼的初始方位P_i；

步骤三，将原始运动捕捉数据的数据帧部分数据由欧拉旋转表示法转换为四元数表示法，求得每一块骨骼每一帧的旋转方位对应的四元数表示为Q_ik；

步骤四，根据公式计算第i块骨骼的初始方位应的四元数Pi′和第i块骨骼第k帧的旋转方位Qik′；

步骤五，利用新的骨骼运动数据计算表面顶点的运动数据，实现动画编辑效果的预览；

步骤六，使用公式进行根关节的位移校正，以消除运动的滑步、角色悬空、着地点陷入地面错误；

步骤七，如果用户对编辑结果不满意则转至步骤一，否则转下一步；

步骤八，数据格式化转换后保存。

2.如权利要求1所述的基于四维球面轨迹的运动编辑方法，其特征在于，在步骤三中，欧拉旋转表示法转换为四元数表示法的公式为：

其中θ、ψ表示刚体绕z轴、y轴、x轴的旋转角度。

3.如权利要求1所述的基于四维球面轨迹的运动编辑方法，其特征在于，在步骤四中，计算第i块骨骼的初始方位应的四元数Pi′的方法为：

对于输入序列，假设第i块骨骼的初始方位对应的四元数表示为P_i，那么之间的四维球面连接轨迹为：

trace(h,i,k)＝Pi(Pi^-1Qik)^h

其中：

Q_ik为第i块骨骼第k帧第k帧的旋转方位对应的四元数；

h表示曲线参数，为实数；

Pi^-1Qik表示从方位P_i到Qik的角位移；

Pi(Pi^-1Qik)^h表示从方位P_i到Q_ik的四维球面轨迹上的点。

4.如权利要求1所述的基于四维球面轨迹的运动编辑方法，其特征在于，在步骤四中，计算第i块骨骼第k帧的旋转方位Qik′的方法为：

对于输出序列，在四维球面轨迹上取上限点和下限点，得到第i块骨骼的初始方位对应的四元数Pi′和第i块骨骼第k帧的旋转方位Qik′为：

Pi′＝Pi

Qik′＝trace(yi,i,k)Qik

其中，y_i分别表示第i块骨骼的曲线参数，为实数。

5.如权利要求1所述的基于四维球面轨迹的运动编辑方法，其特征在于，在步骤六中，整个全局时间的根关节的位移数据进行校正，使得人体的根关节运动轨迹基本符合物理规律，根关节的新位置通过以下公式近似的计算；

V‾1′=V‾0+h(V‾1-V‾0)]]>

其中：

为根关节的新位置向量；

为根关节的原位置向量；

h表示运动编辑时使用的曲线参数。