[发明专利]一种基于实时运动捕捉的骨骼动画数据处理方法

权利要求书

1.一种基于实时运动捕捉的骨骼动画数据处理方法，其特征在于：包括

人体骨骼模型的建立，人体骨骼模型是符合生物力学工程的人体骨骼模型；

数据的解析，下位机传输的数据是以数据打包的方式传送；

数据和关节点的映射，手动配置或者采用默认配置；

基于模型的校正，通过偏置值的计算公式：

在求得偏置值后，每当接收到节点数据时，就使用偏置值校正，校正后的值就代表了当前的姿态；

丢包数据的处理，利用先前成功传输的数据代替；

给出数据的存储方案，采用串行化的方式对采集的数据进行存储。

2.根据权利要求1所述的一种基于实时运动捕捉的骨骼动画数据处理方法，其特征在于：所述人体骨骼模型的建立包含了人体的各要关节，节点号为-1，原点是绝对位置的基准点，一切关节点的绝对位置都依赖于原点；在-1原点的正上方为骨架的基点，节点号为0，基点是相对位置的基准点，在基点0位置还有一个与基点位置重合的关节点1，此关节点代表人体的髋关节点，是整个骨架的根节点，之后的2-22号关节点对应人体的主要关节。

3.根据权利要求2所述的一种基于实时运动捕捉的骨骼动画数据处理方法，其特征在于：所述数据的解析在人体全身姿态的解算使用了四元数，软件统计个节点传送的四元数的总和，当校正帧数量达到设定值时，求各节点四元数的平均值，在利用此平均终值求得与标准值的差；具体公式如下：

Q_标准值＝Q_平均值*ΔQ_偏置值

所以偏置值的计算如下：

在求得偏置值后，每当接收到节点数据时，就使用偏置值校正，校正后的值就代表了当前的姿态，所述丢包数据的处理利用先前成功传输的数据代替，充分保证有效数据的利用。

4.根据权利要求3所述的一种基于实时运动捕捉的骨骼动画数据处理方法，其特征在于：所述数据和关节点的映射在记录每一条传送过来的数据时，都会在设计的帧数据类下记录下这条数据是属于哪个关节点，此类对象的标记成员变量是一个一维数组，为关节数大小字节，在初始化时会被置为0，当有对应数据传输时，标记为1，当其不为0时，就表示当前关节点有对应的节点，再使用在映射表数组中不为0的下标去检查帧数据类对象成员变量，将本应由数据的关节点而没有数据的标记为-1，这样在时候制作关键帧时就标记出了所有缺少数据的关节点，之后就是关键帧的制作，当成员变量中不存在-1值时，表明数据接收完整，存在-1时，就使用上上帧对应节点的数据，当上上帧还缺少数据时，就丢弃此关键帧数据，而对于有节点对应的关节点。

5.根据权利要求4所述的一种基于实时运动捕捉的骨骼动画数据处理方法，其特征在于：当父关节点有节点对应时，计算子节点和父节点的相对转动，计算公式如下:

Q_子节点＝Q_父节点*ΔQ_相对转动。

6.根据权利要求4所述的一种基于实时运动捕捉的骨骼动画数据处理方法，其特征在于：当父关节点没有对应的节点时，就需要从骨骼框架的基点出发，计算出父关节点的绝对姿态，需要父子关节点对照表，循环遍历这张表，直到当父关节点号为-1时，停止遍历，每一次的遍历可以获取当前关节点相对于父关节点的旋转量，这样按照下面的计算公式就可以获得父关节点的绝对姿态：

Q_{父关节点绝对姿态}＝ΠΔQ_{子关节点相对于父关节点的旋转}

得到父节点的绝对姿态之后，算出相对转动，至此，就得到了所有关节点的相对转动位置。

7.根据权利要求6所述的一种基于实时运动捕捉的骨骼动画数据处理方法，其特征在于：所述数据的解析将四元数部分做了类型的转换，原本四元数在下位机的表示是以单精度浮点数据类型表示，而归一化的四元数的每一个值都小于等于1，所以将其放大10000倍在转换为短整型数据类型。

8.根据权利要求7所述的一种基于实时运动捕捉的骨骼动画数据处理方法，其特征在于：所述数据和关节点的映射将其初始化为默认值，默认值为节点号，在软件检测到开机的节点时，会根据接收到的节点号在这个一维数组中寻找对应匹配的节点号。