一种基于构造分解法的运动数据转换方法

摘要

一种基于构造分解法的运动数据转换方法。在计算骨骼关节点旋转信息的时候，传统的方法假定其中一个方向上的扭矩为零，仅求解二自由度的旋转信息，这种方法降低了旋转数据的精确度。针对这一问题，首先以树型结构建立人体骨骼模型，然后利用关节点自身在骨架中的结构关系，提出一种构造分解法求解关节点的三自由度旋转信息，用于驱动人体骨骼模型，并将此方法用于前几种流行的运动数据格式转换中，如BVH、ASF/AMC等格式的数据。

主权项

一种基于构造分解法的运动数据转换方法，所述方法是通过级联方式，将具有拓扑关系的三维空间位置数据点参数化，用来驱动三维人体模型；所述基于构造分解法的运动数据转换方法具有以下技术特征：同时求解三个相对旋转欧拉角，当两个向量(x₁,y₁,z₁)^T和(x₂,y₂,z₂)^T的长度相等时，存在正交矩阵R，使得(x₂,y₂,z₂)^T＝R(x₁,y₁,z₁)^T，构造满足(x₂,y₂,z₂)^T＝R(x₁,y₁,z₁)^T的正交矩阵R，令： (x₁,y₁,z₁)^T＝U(0,0,1)^T,(x₂,y₂,z₂)^T＝Q(0,0,1)^T其中： 则有R＝QU^‑1； 由于旋转矩阵R是R(β)R(α)R(γ)的形式，其中α、β、γ分别为绕X、Y、Z轴旋转的角度，对Q和U^‑1进行分解构造，使得Q＝R(β)R₁(α)，U^‑1＝R₂(α)R(γ)且R(α)＝R₁(α)R₂(α)； 那么:其中： 在上述旋转矩阵中，c₁、c₂、s₁和s₂都不包含未知量，所以解是唯一的，即在既定旋转次序的情况下不存在第二种旋转情况。