“在動(dòng)畫(huà)電影里你看到的最接近穿衣服的事情就是英雄們披著披風(fēng)了,但這仍然是很簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì),因?yàn)榇┡L(fēng)其實(shí)并不涉及很多角色和衣服之間的物理接觸,“佐治亞理工研究員,論文的共同作者劉凱倫說(shuō)道,“這是我們特別想要強(qiáng)調(diào)的問(wèn)題,因?yàn)楹铣蛇@樣的場(chǎng)景需要包含兩種完全不同物理系統(tǒng)的相互作用。”
3D動(dòng)畫(huà)《大圣歸來(lái)》里,孫悟空和他拉風(fēng)的披風(fēng)。但披風(fēng)和人物的身體接觸很少,因而比較容易實(shí)現(xiàn)。
“衣服”該怎么“穿”?
穿衣服是人類(lèi)社會(huì)日;顒(dòng)中最常見(jiàn)的活動(dòng)之一,但穿衣服并不簡(jiǎn)單。一個(gè)孩子得花上三四年才能熟練掌握穿衣服的技巧。在現(xiàn)實(shí)生活里,人們學(xué)習(xí)穿衣服的挑戰(zhàn)主要在于,肢體需要自我協(xié)調(diào),來(lái)處理柔軟且易變性的物體(衣服)。綜合起來(lái),學(xué)習(xí)的難度不算低。
在計(jì)算機(jī)里,也不容易。
你也肯定在動(dòng)畫(huà)里看到過(guò),當(dāng)角色的手臂移動(dòng)時(shí),衣服的袖子和胳膊上許多又小、又奇怪的變化。衣服就像頭發(fā)和水一樣,是很難被動(dòng)畫(huà)實(shí)體化的。一般來(lái)說(shuō),衣服由物理原理來(lái)捕捉,這樣布料就會(huì)像現(xiàn)實(shí)生活里那樣反應(yīng)和變化。而不同的是,角色人物的運(yùn)動(dòng)的和動(dòng)作一般來(lái)說(shuō)是由人體學(xué)模型來(lái)創(chuàng)建的。想讓這樣的兩個(gè)系統(tǒng)相互反應(yīng)比較有難度。
研究人員提供了一種解決方法。“最困難的部分在于如何計(jì)算出控制角色的算法。”劉說(shuō)道,“虛擬角色需要根據(jù)衣服的反應(yīng)作出肢體運(yùn)動(dòng)的正確決策,這樣才能準(zhǔn)確的到達(dá)衣服模型的開(kāi)口位置。”
模型的虛擬角色正在穿褲子。別問(wèn)我褲子中間的突起是怎么回事……(算法模型在特定動(dòng)作下造成的材料形變,才不是里面有一個(gè)隱形的東西呢。
這個(gè)解決方法是在“衣服”的模型上設(shè)計(jì)一個(gè)“開(kāi)口”,當(dāng)通過(guò)開(kāi)口的時(shí)候,就讓衣服和衣服包裹下的身體相互作用。研究人員使用了一系列限定的“主要?jiǎng)幼?rdquo;,比如說(shuō)把手和腳穿過(guò)衣服的開(kāi)口,然后結(jié)合當(dāng)時(shí)衣服的狀態(tài),在一些動(dòng)作比較關(guān)鍵的瞬間設(shè)置相應(yīng)的算法路徑。這些“主要?jiǎng)幼?rdquo;可以根據(jù)不同風(fēng)格的衣物來(lái)組合成不一樣的運(yùn)動(dòng)順序。利用前饋和反饋控制機(jī)制,一個(gè)“穿衣控制器”被用來(lái)處理每個(gè)“主要?jiǎng)幼?rdquo;。
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