步态驱动的四足动物低维物理运动生成方法.pdf

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四足动物的运动自然多变,由简单的走路到复杂的跳动,乃至运动会自行调整其结构的表演,把一个给定的动画作品转换为真实生物的运动是令人兴奋的任务。尽管有很多模拟步态运动的方法出现,但是大多在模拟步态时没有考虑动物自身的参数,它们无法模拟动物的真实步态。因此,开发出一种更具有物理学意义、能够模拟动物的真实步态的方法就显得尤为重要。一些研究者倾向于建立一种基于惯性力学的步态驱动的四足动物低维物理动作生成方法,即双驱动动作(BIP)框架。它基于运动建模原理开发出一种具有物理学意义的模型来模拟四足动物,其中考虑到了外力、内部闭环控制以及动物自身参数,以合理而合乎物理学规律的方式给出动物行走或跳行的步态。该框架主要由两个部分组成,其中第一部分是驱动步态动作的惯性力学模型,它也是本文的核心,主要目的是模拟出动物的行走和跳跃的步态;第二部分是基于模型约束,考虑到动物行走和跳跃的过程中机体的状态(如姿态),从而确定出步态的最优解,以保证动物的运动效果。在此框架下,可以以一定的精度和准确度模拟、生成出真实动物的步态运动。总之,通过建立一种基于惯性力学的双驱动动作(BIP)框架来模拟四足动物,可以考虑到外力、内部闭环控制以及动物自身参数,以较为精确和准确的步态,模拟出动物自然多变的运动。这种框架将为未来四足动物类运动动画的真实建立提供新的思路与方法。

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