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基于人工智能的计算机动画自动生成技术从动画的设计和制作过程出发,研究由自然语言编写的剧本到最终动画的实现过程,旨在提高动画制作的自动化程度和智能性。虚拟角色作为动画自动生成系统中的核心组成部分,包括骨骼建模、皮肤变形、面部表情、运动控制、服装变化、情绪行为建模等多个方面的研究内容,是计算机动画自动生成中一项极具挑战性的研究课题。
从20世纪70年代第一个较为完整的故事自动生成系统Tale-spin出现至今,动画自动生成在故事创作和故事呈现两方面交叉发展,虚拟角色在动画自动生成中起着越来越重要的作用,尤其是智能主体的出现,为虚拟角色的发展提供了新的契机。
有较好表现能力、反应式的、带有情绪的适度智能主体逐渐成为构建动画自动生成系统中虚拟角色的一种主流技术,如何平衡人物可信性和情节一致性,构建情节连贯,中心突出又具有较强人物可信性的系统是现阶段动画自动生成的难题。
本文从智能主体角度出发,建立一个既有表现能力又具有内心情绪状态,具备反应能力的半自治的智能虚拟角色,既能够按用户输入情节的分析结果来演绎情节,也能够感知自身和周围角色的行为状态,自主对周围环境做出反应,期望为动画自动生成提供更具智能性和真实性,行为更加丰富的虚拟角色。
本文分为五大部分:第一部分介绍智能虚拟角色的研究现状和本文虚拟角色的系统框架;第二部分从虚拟角色的建模和运动控制出发,在对现有的建模方法和运动控制理论分析的基础上,讨论了虚拟角色执行系统的设计;第三部分分别对虚拟角色基于集中触发器的感知系统、情感系统和行为系统从理论到系统设计做了详细的阐述;第四部分主要是系统实现结果的展示:最后一部分是对本文工作的总结及后续研究的展望。