كنترل حركت در انیمیشن و شبیه سازی

دسته: کامپیوتر و IT
بازدید: 11 بار
فرمت فایل: docx
حجم فایل: 75 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 52

این مقاله درباره تكامل انیمیشن و شبیه سازی و تجسم و رابطه آنها است و 2 گرایش موجود است 1)قانون های فیزیكی كه مشهور هستند و در گسترش انیمیشن تأثیر دارد 2)قانونهای فیزیكی كه مشهور نیستند و تكنیك انیمیشن به درك آن كمك می كند ما مدلهای توصیف شده برای تولید یك امر بدون داشتن اطلاعاتی درباره آن و مدلهای ایجاد شده در اثر همكاری بین مدلهای توصیفی و مدل

قیمت فایل فقط 3,100 تومان

خلاصه:

این مقاله درباره تكامل انیمیشن و شبیه سازی و تجسم و رابطه آنها است و 2 گرایش موجود است.

1)قانون های فیزیكی كه مشهور هستند و در گسترش انیمیشن تأثیر دارد.

2)قانونهای فیزیكی كه مشهور نیستند و تكنیك انیمیشن به درك آن كمك می كند. ما مدلهای توصیف شده برای تولید یك امر بدون داشتن اطلاعاتی درباره آن و مدلهای ایجاد شده در اثر همكاری بین مدلهای توصیفی و مدلهای ایجادی را تشخیص دادیم وبه اندازه انسان و ماشین درباره آن بحث شده است و سرانجام پر توسعه انیمیشن به سمت كنترل اتوماتیك حركت و جهت یابی حركت و رفتار انیمیشن تأكید شده است.

1)انیمیشن ، شبیه سازی

مقدمه

هر فعالیت كه وابسته به زمان باشد ممكن است به وسیله انیمیشن، گرافیك نشان داده شود. برای نمونه حركت یك پاندول، پرواز یك زنبور یا انفجار یك آتشفشان، بعضی پدیده ها هستند كه خیلی پیچیده هستند و نه علمی و نه ریاضی هستند. ممكن است حركت بوسیله مدلهای سنتی انیمیشن keyfram نشان داده شده. اخیرا استفاده از قانونهای فیزیكی برای ایجاد انیمیشن مورد علاقه قرار گرفته است و 2گرایش متفاوت داریم.

1)قانونهای فیزیكی كه در گسترش انیمیشن تأثیر دارد.

2)تكنیك انیمیشن به درك قانونهای فیزیكی كمك می كند.

1-2 اولین تكامل انیمیشن بر اساس فیزیك

در ابتدا برای اجراء انیمیشن، كامپیوتر به انیماتور كمك می كرده و تكنیك انیمیشن بر اساس تكنیك انیمیشن key fram نامیده شده به 3 دسته تقسیم می شود. و بعد از آن فرمان های انیمیشن و سیستم های راهنمای جهت یابی گسترش یافته اند.

در نسل بعدی سیستم های كنترل حركت انیمیشن به طور اتوماتیكی انجام می شده، استفاده از A.I و تكنولوژی رباتیك. مخصوصا حركت در یك سطح و قانونهای فیزیكی محاسبه شده. این به این معنی است كه در اثر تحقیق و پژوهش مدلهای فیزیكی برای گسترش انیمیشن پیدا می شود. هدف ما پیدا كردن یك مدل فیزیكی معتبر نیست ولی داشتن یك شبیه سازی واقعی از یك حركت است. ما كاراكترهای یك شكل و خاصیت دینامیكی را به موضوعات فیزیكی ارتباز می دهد برای ساختن یك فرمول ریاضی كه دو موضوع ترتیب، حركت و ترتیب نور را در بر داشته باشد فعالیت زیادی انجام شده است.

در مدل كردن اشیاء سفت و سخت (e.g.car) و تغییر شكل و انعطاف پذیر بودن اشیاء (e.gchain) و یا مجموعه ای از موجودات زنده (e.gbirds) مثال هایی وجود دارد كه رفتار آنها را تحت تئوری های متفاوت مورد بررسی قرار می دهد.

3-1 دومین تكامل تجسم مدل های علمی

آزمایشات دانشمندان با استفاده از روش های جدید و تجسم یك راه برای گسترش طراحی مدل است. پیشرفت انیمیشن در زمان نشانه ای از نتیجه های مدلهای قبل است. در جهان علمی ما پدیده های طبیعی وجود دارند كه بعضی از انها مرئی نیستند ولی با این وجود به كمك تجسم (شبیه سازی) می توانیم چگونگی پیشرفت در فضا و زمان را درك كنیم. موضوع اصلی انیمیشن فیزیكی یك پدیده یك دید علمی به آن پدیده است.

پدیده های مدل شده از محاسبات شبیه سازی كه بر اساس تئوری فیزیكی كه دارای نظم هستند تشكیل شده است این نمونه ها برای شكل های هندسی تعریف شده اند. اما یك تجسم نیاز به مجموعه ای از پارامترها دارد. قدم دوم یا قدم فراتر ما نشان دادن

مدل فیزیكی است.

بعضی مواقع یك شكل هندسی با جمع چند پدیده ارتباط دارد. حتی در این مورد نیز ما برای استفاده از هندسه در تجسم نمی توانیم تصمیم بگیریم، نسبت یك مدل فیزیكی با یك پدیده است مثل دیگر نسبتها .

4-1 شبیه سازی و انیمیشن در تجسم علمی

وقتی كه ما با مشكلات علمی روبرو می شویم، از هنگامی كه مشاهده دقیقی از اتفاق در دست داریم در مرز شبیه سازی هستیم. ما می توانیم نیروهای لازم بدست آوردن یك هدف خاص را محاسبه كنیم.

اما اول ما باید مقدار كمی از انیمیشن و شبیهسازی را تعریف كنیم.

انیمیشن كامپیوتری

انیمیشن كامپیوتری از به وجود آمدن یك سوی چارچوب بوسیله كامپیوتر تشكیل شده است. وقتی كه این چارچوبها به ترتیب اجرا شوند با یك صفحه متغیر دارم.

انیمیشن كامپیوتر عمل متقابل فرآیند انیماتور است. شكل های گرافیكی خلق شده به كمك كامپیوتر بر اساس عقیده متفاوت بوده و پایه های اساسی انیمیشن هستند.

انیمیشن كامپیوتر پایه تئوری و تكنولوژی هستند كه برای كمك كردن به انیماتور در مشخص كردن و به تصویر كشیدن تغییر موقعیت ما كاربرد دارد.

كامپیوتر شبیه ساز:

شبیه ساز كامپیوتر یك انیمیشن كامپیوتر است كه ترتیب شبیه سازی شده از یك دنیای واقعی را نشان می دهد.

مدل های ریاضی پایه اساسی كامپیوتر شبیه ساز هستند. استفاده كننده می تواند با سیستم گرافیك شبیه سازی كند و نتیجه ذكر یك جهت از مدل فیزیكی است. اگر بعضی با فكر عمل كنند سپس این خیلی از كامپیوتر شبیه سازی شده دور است.

-   كامپیوتر شبیه ساز یك تكنیك كامپیوتری است برای مدل كرده و تصویر كردن و جدا كردن فرآیند یك سیستم در زمان واقعی و كم و زیاد كردن زمان است.

 كنترل حركت در تجسم علمی

انیمیشن كامپیوتری سنتی مربوط می شود به 2 مدل سینه ماتیك و دینامیك. مدل های سینه ماتیك دارای استفاده آسانتری هستند و زمان مصرف كوتاه دارند و در موارد سرگرمی از انها استفاده می شود با این دو مدل انیماتورها می توانند مسیر یك شی را تعریف كنند و مدل سینه ماتیك در موقعیتهای ساده استفاده می شود. برای مثال چرخش یك مولكول یا نوسان یك پاندول. شبیه سازی بر اساس مدل های دینامیكی حقیقی است، این مدل ها شامل اطلاعات خاص فیزیكی مثل توده ماده می شود.

تغییرات یك پدیده محاسبه شده و تحت شرایط اولیه خاص، مدارها(سیرها) فوق زمان) از  المانهای معنی دار محاسبه شده است. از یك دید مدل كردن شامل مراحل شبیه سازی زیر می شود.

1)مدل های دینامیكی

2)شبیه سازی

3)مدل سینه ماتیك

4)مدل هندسی

5)تصویر كردن جنب و جوش

مدل سینه ماتیك را می توان مدل ثبت شده نیز نامید این برابر با فایلهای دیتا بدست آمده از محاسبات است. مشكل با اتفاقات علمی مورد استفاده برای شبیه سازی است، این پدیده طبیعی و تصویر است. طراح رفتار شیء دینامیك با پا علت روحی آن طراحی می كند. او چگونگی این حركت را تصور مرده و چگونه واكنش می دهد، برخورد می كند، فشرده می كند، هل می دهد، پیچانده كردن آن و ... بنابراین یك سیستم انیمیشن مجبور است همه اینها را فراهم كند و با وسایل كنترل استفاده كننده را به ترجمه زبان انها قادر سازد. روش كنترل حركت كدامیك می باشد و به 2 فرم اصلی است. از یك طرف مدل های شرح داده شده كه برای تولید یك حركت بدون داشتن اطلاعات درباره مسبب آن مورد استفاده قرار می گیرند و از طرف دیگر مدل های ایجادی وجود دارند كه علت تولید اثرات را شرح می دهند.

برای مدل های توصیف شده تشخیص تكنیك سنتی key frame در انیماتور(تصویرگر خاص) سینه ماتیك با فراهم كردن ارزش key frame در بین قاب ها به وسیله كامپیوتر قابل دسترسی است. مدل های سینه ماتیك بر اساس دستورالعمل های ضمنی است، برای نمونه سینه ماتیك معكوس كه حركت داخلی حلقه یك زنجیر از آخرین حلقه مسیر را حساب كرده است

مدل های توصیفی یك كنترل را به انیماتور می دهند اما وقتی تعداد پارامترها برای كنترل خیلی زیاد باشد دچار كمبود شده(برای نمونه بدن انسان). و رفتار دینامیك برای برنامه ریزی سخت و مشكل است( برای نمونه حركت یك موجود دریا). مدل های ایجاد شده از شبیه سازی كامپیوتری بوجود می آیند و دارای رفتار خاص هستند. استفاده كردن از قانونهای فیزیكی برای تولید یك حركت نیست و عقیده های جدیدی در این رابطه توسط چند داشنمند داده می شود.

برای یك هنرمند شبیه سازی، تولید پدیده فیزیكی مثل شبیه سازی علمی پدیده نیست، اما تولید واقعی و نتیجه انیمیشن بر طبق عدد و محاسبه نیست. انیماتور یك هنرمند است نه یك دانشمند در انیمیشن قواعد فیزیكی و سنتی با هم همكاری می كنند. بنابراین ایجاد كامپیوتر شبیه ساز و تكنیك یك سیستم انیمیشن مشكلات جدیدی در رابطه با ساختار سیستم و پذیرش آن و دستگاه های جانبی به همراه دارد.

2-2 مشتركات ماشین و انسان

به منظور گسترش ارتباط بین دو كلاس كنترل حركت (ایجادی و توصیفی) باید پارامترهای مدل را تجزیه و تحلیل كرد. یعنی پارامترها را طوری انتخاب كرده كه نزدیك به زبان انیماتور باشد و اثرات مورد نظر را ایجاد كند. برای نمونه برای خلق یك منفی بعضی از تصاویر واسطه به انیماتور برای تعدیل كردن خاصیت منفی یا كشش كمك می كنند، یك راه انحنا دار و شكل خاص را در نتیجه ادامه دادن این روش بدست می آوریم. برای مدل های مادی دو نكته وجود دارد. چگونگی انتخاب ارزش این پارامترها وچگونگی پیش بینی اثرات ان. مثالی از سیستم چند گانه انیمیشن به وسیله دینامیك: ذكر می كنیم برای كنترل انیمیشن، انیماتور مجبور به تطبیق دادن 2 نمونه پارامتر است، اثر نیروی رانش و چرخش و ارزش وسیله ارتباط انرژی(سفتی و سختی) و عامل دمپینگ یك فنر كه نوع سیستم عكس العمل داخلی و خارجی را تعیین می كند. اگر استفاده كننده ارزش پارامترها را بداند، به وسیله آزمایشات رفتار سینه ماتیك یك سیتستم را بدست می آورد. انیماتور ارزش پارامترها را قدم به قدم و بعد از هر چارچوب(قاب) می داند و به این واسطه حركت مورد علاقه خود را تنظیم می كند، برای بهتر استفاده كردن از دینامیك جلو استفاده از دستگاه كمكی در یك زمان واقعی برای شبیه سازی است مثلا در شبیه سازی یك پرواز یا رانندگی، این اثرات باعث توجه به همكاری میان مدل های توصیفی و ایجادی شده است.

3-2 همكاری مدل های توصیفی و ایجادی

به وسیله مدل ایجادی به منظور كنترل و حركت دو روش متفاوت وجود دارد. مرجع انیمین بر اساس سیستم های فیزیكی و بر اساس یك دانش كه بر پایه ارزش های پارامترها قرار دارد. برای سیستم انیمیشن دینامیك چندگانه، نیروهای حركتی و گشتاور حركت نیاز به تولید مراجع حركت به وسیله مدل توصیفی و آنالیز تصویر می باشد و می توان آنرا به وسیله دینامیك معكوس محاسبه كرد و بعد آنرا در دینامیك جلو محاسبه كرد. انیماتور می تواند یك حركت ساده را مدل كند و یا آنرا با تغییر پارامتر تعدیل كند.

بر خلاف شبیه سازی ضمنی، انیمیشن لازم به محاسبه پارامترهای واقعی ندارد مثل رباتیك، چگونگی شناخت و دید ما به یك شی بر اساس قانونهای فیزیكی كاربردی برای ما مهم است. بنابراین شكل كنترل حركت یك شی بر اساس رفتار ذاتی آن است. این به وسیله تئوری كنترل اتوماتیك حل می شود. برای سیستم چند گانه اصلی این راه حل مشكل است. حالا این مسئله را با دنیا بررسی كرده

3-سطح كار و رفتار انیمیشن.

1-3 مدل كردن كار

یك مدل شامل مدل توصیفی و مدل ایجادی است. برای نمونه اگر ما بخواهیم حركت بازو دست را در یك مسیر ببینیم. این مدل به وسیله روش key frame توضیح داده شده و موقعیت و جهت بازو و زمان x=x(t) نیز بیان می شود. اگر  موقعیت و جهت دست باشد. Xh-x(t) و سپس رفتار سیستم دینامیك را محاسبه كرده. تحت این نسبت جدید مدل كردن یك كار ساده می باشد. اگر ما اجزاء یك ماشین را در نظر بگیریم و چرخش چرخهای آن بدون سرخورد روی زمین به وجود       پی می بریم. هدف، كنترل حركت ماشین در این مسیر است كه ماشین دارای سرعت است. مشكل این است كه باید پارامترهای مسیر به پارامترهای ماشین ارتباط داده و چگونه این دو با

هم در ارتباط باشند كه حركت ماشین به اندازه ماشین واقعی، طبیعی باشد.

دوما موارد خاص مثل موانع اجتناب ناپذیر و برخورد ما و تماس ها به اطلاعات ایجادی نیاز دارد.

(مورد مورد نظر مثل فاصله بین دو نقطه) تبدیل و همكاری بین مدل های ایجادی و سینه ماتیك و دینامیك(اتصال، جا به جایی و خلف اتصالات) موضوع مدل كردن عكس العمل ها می باشد. ویژگی اصلی یك سیستم انیمیشن تبدیل كردن و گسترش دادن باشد مثل كاراكترهای سیستم كه می توانند از دستگاههای كمك مدل ها و یكسان كردن داده ها استفاده كنند، مانند علامت خطر یك شبكه.

2-3 جهت یابی و رفتارهای انیمیشن

آسانترین راه برای مشخص كردن یك حركت، مشخص كردن هدف نسبت به چگونگی رسیدن به هدف می باشد. هدف و جهت یابی مدل شامل مدل كردن رفتار آن می باشد. به مثال های زیر توجه كنید.

D راه رفتن

برای خلق كردن حركتی مطابق با حركت اصلی (قدم زدن از A به B) حساب موانع ممكن و طبیعت زمین و ارزیابی مسیر كه شامل سرهت و شتاب و ترتیب تقدم و تأخر مهم و ضروری است. یك مسیر به ما نیروها و حداكثر موقعیت را می دهد و این به تعیین گشتاور در اتصالات به وسیله دینامیك عكس العمل منجر می شود. سرانجام ارزش زاویه اتصال بر خواسته از زمان نیز معلوم می شود. خلاصه یك سیستم انیمیشن باید تمام المانها مثل متغیر محل، زمین، مسیر، سینه ماتیك و دینامیك را جمع آوری كند. حتی اگر تمامی انسانها از كاراكترهای فیزیكی یكسان و نزدیك به هم استفاده كنند. غیر ممكن است كه یكسان راه بروند و كاری را انجام بدهند. بنابراین انیماتور باید قادر به تولید یك حركت مطابق با حركت (قدم زدن در یك راه خوب از A به B) باشد.

برای خلق حركت مطابق با حركت (برداشتن شیA و گذاشتن شی B) انجام دهنده باید مكان شی A و برخورد آن و چگونگی حركت آنرا انتخاب كند. سپس ترتیب گرفتن آنرا انتخاب می شد به گونه ای كه گرفتن آن محكم و پایدار باشد ارتباط بین دست و شی باید در حد ممكن طبیعی باشد یك سیستم باید حركتهایی كه منحصر به هدف هایمورد نظر(گرفتن شی) می شود را خلق نماید. یك حركت باید از تركیب چند حركت ایجاد شود در میان حركت اصلی باید به نتیجه مورد نظر برسیم. البته با وجود موانع اجتناب ناپذیر. این فرآیند پیچیده به معادل های دینامیك و سینه ماتیك مربوط بوده و به وسیله آنها تعیین می شود. خلاصه سیستم باید المانهای دنبال رو را جمع آوری كرد، مثل برنامه راه، موانع اجتناب ناپذیر، تعیین سینه ماتیك و دینامیك از طرف دیگر جنبه های روانشناسی آن مهم است و دقت حركت به كاراكترهای شخصی وابسته است.

3)صحبت كردن

برای خلق حركت مطابق با حركت(گفتن جمله حال شما چطور است) سیستم باید مجله را تحلیل كرده و آنرا به اجراء كوچك تبدیل كرده و سپسیك اصطلاح روان مطابق با اسن اجزاء انتخاب نموده. تغییر شكل ماهیچه ها سبب بیان این اصطلاحات می شود، چشم باز می شود صورت خمیده می شود، وقتی یك عبارت انتخاب می شده سیستم باید به كامپیوتر زمان بیان عبارتها را اعلام كند و آنرا فعال نموده و چارچوب آنرا بر اساس قوانین انتخاب كند. خلاصه انیمیشن باید المانهای ارائه شده مثل صداهای صوتی گوناگون، عبارتهای روان، اداره كردن پارامترها و انیمیشن تولیدی را یكجا جمع كند. جنبه های احساسی باید یك قسمت از سیستم باشد و با سخنرانی و صحبت كردن هم آهنگ باشد. یك نمونه خاص باید اینگونه باشدگفتن جمله حال شما چطور است؟ با یك لبخند در سطح رفتاری ما مجبور هست رفتار یك گروه به همان اندازه دقیق و خوب مثل رفتار فردی حساب كنیم. به عنوان مثال، راه رفتن، هر كس یك مسیر را كم و زیاد طی می كند. این كم و زیاد به معنی این است كه مدل كردن آن سخت است و همچنین یك فرد همیشه یك راه را یكسان راه نمی رود. اگر فردی خسته باشد، یا شاد باشد، یا فقط اخبار خوبی بگیرد. مسیر راه رفتن در شكل های متفاوت ظاهر می شود. بنابراین یك مسئله بزرگ در زمینه انیمیشن كامپیوتری در آینده وجود دارد. مدل كردن رفتار بشر بر اساس حساب شرایط مختلف اجتماعی و انفرادی.

4)نتیجه:

در آینده نزدیك انیمیشن كامپیوتری كمتر به وسیله تكنیكهای انیمیشن سنتی انجام می شود. برای تجسم علمی و شبیه سازی انیمیشن كامپیوتری مدل های ریاضی و فیزیكی تولیدمی كند. اپراتور باید برای بازرسی وسایل مربوط به پدیده های شبیه ساز آزادی داشته باشد: دوربین ما، نور ما، برای سرگرمی، راهنمای كامپیوتر باید در صفحه های مصنوع ویدئویی، بازیگران، دكورها، نورها و دوربین ها مورد استفادده قرار می گیرد.از مؤلفه زمان استفاده می كند. این مثل هدایت كردن یك فیلم واقعی اما در یك جهان مصنوعی است ما باید وارد محیط تولیدی یك فیلم كامپیوتر در یك جهان شده و به وسیله بشر آنرا هدایت كرد ما باید استفاده از انیمیشن كامپیوتری را ادامه داده، كه روز به روز كاملتر یا ناقص تری می شود.

نگاه جامع كنترلی به متحرك مصنوعی

این مقاله طرح سیستمی جهانی را برای انیمیشن عملكرد مصنوعی مهیا می‌كند. ما وجوهی را بررسی می كنیم كه می بایست بخشی از یك سیستم انیمیشن ایده ال باشد : خلاقیت عملكرد كلید گذاری قیود مكانی كنترل حركت ، قابل تنظیم ، برنامه ریزی خط سیر وبرنامه ریزی وظیفه ، نموداری كامل از اجزاء چنین سیستمی به همراه ارتباط بین این اجزاء فراهم شده است .

كلمات كلیدی : عملكرد مصنوعی ، برنامه ریزی كار ، علم الحركات ، مكانیك حركت ، قیود

عملكرد مصنوعی

مدل سازی و انیمیشن سه بعدی شان بیش از 15 سال است كه وجود دارد . با این حال تائیداتی بر دیدگاههایی جدا از این انیمیشن وجوددارد بعنوان مثال تحقیقات زیادی بر روی مدلسازی انیمیشن بدن انجام گرفته است وهمینطور بر روی انیمیشن صورت و انیمیشن دست ونیز فاكتورهای مرحله اجرا نیز توسط محققان مورد مطالعه قرار گرفته است سایر نویسندگان تلاش كرده اند تا كاراكترهایی هر چه بیشتر واقعی ، از دید تصویرهای مصنوعی ، را بوجود آورند اما با استفاده از متدهای اولیه وساده مانند زتوسكوپی یا انیمیشن كی فریمهایی بر اساس تصویر اما حضور عملكرد مصنوعی پاسخی برای مجموعه ای از تمام روشها است اجازه ساخت شخصیت های سه بعدی با ظاهری واقعی از شخصیت های انسانی را به ما میدهد .

عملكرد های مصنوعی ایده ال می بایست در زمینه های زیر متقاعد كنند باشند:

-        آنهامی بایست ظاهری از اشخاص واقعی را داشته باشند .

-        حركات و رفتار آنهامی بایست مشابه اشخاص واقعی باشد .

-   آنها می بایست شخصیت مخصوص به خود را داشته باشند . دو مورد متفاوت باید شخصیتهای متفاوتی داشته باشند یعنی عكس العملهایی متفاوتی را درموقعیتی مشابه داشته باشند .

-        آنها می بایست توسط دستورات كار هدایت شوند .

-        آنها می بایست به محیط خود آگاهی داشته باشند .

-        حداقل می بایست توانایی راه رفتن ، صحبت كردن ،احساس داشتن و گرفتن اشیاء را داشته باشند .

-   بدن وصورت آنها درهنگام بروز احساسات می بایست به طور طبیعی تغییر شكل دهد . آدمهای موجود . زنده یا مرده می توانند توسط عملكرد های مصنوعی دوباره ساخته شوند اما آدمهای خیالی نیز توسط این روش قابل ساخت هستند .

-        تحقیقات د راین زمینه پیشرفت تكنیك های زیر را می طلبد .

-        برای بهتر شدن وجوه فیزیكی بازیگران : اشكال ، رنگها ، متنها ، انعكاسات .

-        برای بهبود حركت عضله هاوتغییرات آنها بهنگام بروز احساسات

-        برای بهبود نمایشهای صورت وانیمیشن آنها

-        برای تخصیص بخشیدن كارهایی می بایست انجام شود .

-        برای قدر دادن ابزار برای كنترل اتوماتیك احساسات

شكل شماره یك نموداری كامل از اجزا ء سیستم كارخانه انسان را بهمراه ارتباطات آنهانمایش می دهد .

انیمیشن كامپیوتری سنتی

اكثر نویسندگان بین دو نوع از انیمیشن كامپیوتر سه بعدی تمایز قائل

هستند .

انیمیشن كی فریم : وانیمیشن الگوریتمی .

انیمیشن كی فریم شامل تولید فریم های واسطه كه inbetweens نامیده می شود می باشد كه بر اساس یك مجموعه ای از كی فریمها بوجود آمده توسط طراح می باشد دو تقرپ اساسی به انیمیشن كیفریم وجود دارد :

1- فریم های واسط توسط تجدید كردن تصاویر فریمهای اصلی ، جمع آوری می شوند . این تكنیك انیمیشن تصویری فریمهای اصلی نامیده می شود این تكنیكی قدیمی می باشد كه توسط آقای برتینیك و آقای وین معرفی شده است .

2- یك راه برای ساختن تصاویری بهتر تجدید كردن پارامترهای مدل شی می باشد این تكنیك انیمیشن پارامتری فریم های اصلی نامیده می شود . در یك مدل پارامتری طراح فریم های كلیدی را با مشخص كردن مجموعه ای از ارزشهای پارامتری بوجود می آورد . و پارامترها سپس تجدید می شوند و نهایتا تصاویر به طور جداگانه از پارامترهای تجدید شده ساخته می شوند .

در انیمیشن الگوریتمی حركت به صورت الگوریتمی توصیف می شود

قوانین فیزیكی برای اشكال انسان مورد تقاضا قرار می گیرد مانند زوایای بهم پیوسته .

قیود مكانی

در این بخش ما مشكل مهم قرار گرفتن عضلات را مورد بررسی قرار می‌دهیم بعنوان مثال : زوایای با ارزش برای شانه كردن كدام است در صورتی كه دست می بایست به این مكان خاص یا حالتی را در فضا برسد این مشكلی شناخته شده در رباتیك می باشد كه مشكل inverse- Kinematic  نامیده می شود و شامل تائیدات متغیرهای متصل از جای مشخص شده می باشد قرار گرفتن عضلات مشكل كلیدی می باشد چرا كه متغیرهای مستقل در یك ربات همانند یك بازیگر مصنوعی ، متغیرهای متصل هستند متاسفانه مشكل انتقال از طرف همكاران Cartesian به طور عموم دارای راه حل مناسبی باشد با این حال تعدادی توافقات مخصوص برای قسمتهای متصل كه همان راه حل های مناسب موجود اند وجود دارد یك نمونه مفصلی با شش اتصال می باشد كه سه اتصال نزدیك به محرك انتهایی تماما می چرخند ومحورهایشان در یك نقطه قطع می شود .

راه حل های متعددی برای نمونه آخری براساس انیمیشن ارائه شده اند فوریس وویلهلم بر روی سیستم پویای خود مشكل یك عضله را با پیوند دادن آن پا بخشی مستعاد و ارزشی بالا ، حل كرده اند .

برای نشاندن یك بازیگر مصنوعی بر روی صندلی بعنوان مثال ، لازم است تا محدودیت های مربوطه بر روی پا را مشخص كنیم ونیز بر روی دست و انتهای مهره های كمر سیستمی كه تنها بتوان یك قسمت را در یك زمان كنترل كند راه حل كاراتی برای مشكل ما نمی باشد . بلیدر . ال . الی راه حلی را پیشنهاد كرده برای چندین قسمت كه از روش علم الحركت معكوس استفاده می كند . در این سیستم كاربر می بایست تقدم هر یك از قسمتها را در برنامه مشخص كند .

فضا گیری دست و پا نیز باید توسط كاربر مشخص شود این فضا گیری ممكن است د رمورد یك عضله یك بازیگر یا كل فضا تعریف شود بعنوان مثال برای اطمینان از اینكه پاها كاملا تحت بر روی زمین قرار گرفته اند .

كاربر فضا گیری پا نسبت به فضا را مشخص كند، حال جایگاه یا فضاگیری ستون فقرات چه باشد ، فرقی نمی كند محدودیت های فیزیكی مفصلها باید در سیستم مد نظر قرار گیرند . عملكرد سیستم به كمك

وسایل ورودی با درجه بندی آزاد می تواند به بهبود سیستم كمك نماید .

یك الگوریتم ساده برای حل مشكل موقعیت قسمتها در سیستم كارخانه انسان استفاده شده است .

یك طراح می بایست محدودیت های را در دست ها ، پاها و ستون فقرات در نظر گیرد مكان و فضا گیری دست و پاها در سیستم محلی متصل به عضله ها ( بازو یاران ) مشخص می شود ویا دریك بازیگر یا سیستم جهانی یك قسمت می تواند دارای فضا گیری جایگاه ثابت ویا یك خط سیر شش بعدی باشد . ابزاری نیز برای ساخت قسمت ها بعنوان توابعی از بازیگران محیطی در دسترس می باشند ( مانند تماس پا با زمین )

به منظور حل مشكل قسمتها ، سیستم از جایگاه و فضاگیری مهره ها و زاویه های اصلی برای یافتن جایگاه پشت وشانه ها استفاده می كند سپس زوایای عضله ها را برای رسیدن به جایگیری مناسب ، محاسبه می‌كنددرجایی كه هیچ راه حلی وجود ندارد جایگیری مورد نظر بر روی مقدار حركت پا بازویا ران طراحی می شود .

اسكلت دارای هفت درجه آزادی بر روی بازو ( ران )وقسمتهای ثابت دارای شش درجه می باشند .

از آنجایی كه از دیدگاه علم الحركات این مدل بیكار می ماند ، پس در می یابیم كه بی نهایت روش مختلف برای رسیدن به جایگیری مورد نظر وجود دارد این راه حل مطلوبی می باشد . طبق این نمونه كه زمانی كه یك بازیگر به گذاشتن پاها بر روی زمین می نشیند . ممكن است زانوی خود را بر روی محور زانو بچرخاند مقدار چرخش توسط محدودیت های فیزیكی مفصلها مقید می شود ونیز این طور برداشت كنیم كه جایگیری مناسب برای زانویا پا آرنج به فضا گیری پا یا دست بستگی دارد .

یك راه حل شامل كم كردن زاویه متغیر بین ران ( بازو ) و پا ( دست ) می‌باشد همچنین این امكان میسر است كه كاربر با دادن پارامتری آزاد ، راه حل را تعیین كند جایگیری فضا گیری قسمتها این اجازه را می دهد تا یك روش منحصر به فرد را هفت درجه آزادی بازو یا ( ران ها ) بدست آوریم در زمینه های دیگر مانند تركیب عضله پا شی این خارجی می تواند نقشی مهم را در انتخاب پا حركت بازی كند .

فریم بندی و جایگیری قسمتها بعنوان سطح اولیه دستورات در یك سیستم انیمیشن در نظر گرفته می شوند .

طراح می بایست با بخشهای مختلف كار دسترسی داشته باشد تا بتواند به

بخش متحرك حركتی مناسب بدهد .

كنترل حركت قابل تنظیم

كنترل حركت قابل تنظیم برای یك متحرك به معنای این است كه محیط بر روی

حركت متحرك تاثیر می گذارد وبالعكس اطلاعات مربوط به محیط ومتحرك در طول پردازش كنترلی می بایست در دسترس باشند تكنیك‌های قدیمی انیمیشن مانند رتوسكوپی یا فریم بندی نمی تواند به عنوان تكنیك های كنترلی قابل تنظیم در نظر گرفته شوند زیرا كه طراح ناچار به كنترل دستی ارتباط بین متحرك ها و محیط می باشد .

مقصودكنترلگر حركت تنظیم كاهش مقدار اطلاعاتی است كه توسط طراح می بایست به كامپیوتر وارد شود این منظوربوسیله استفاده از اطلاعات موجود درباره صحنه یامتحرك حاصل می شود .

همچنین سیستم می بایست الگویی كار را ازمكان اشیاء به منظور جلوگیری از تصادف واجرای اتوماتیك برنامه ها در دست داشته باشد .

جلدارد ، مثال خوبی از این نوع كنترل كه برای حركت انسانها و حیوانات بر روی زمینی صاف ومسطح می باشد را ارائه می دهد در سطوح پایین ، انیمیشن بر روی یك سری از جایگاههای اصلی عضلات كه خط سیر زوایا ( حركات مستقیم ) ویا حركات معكوس رانشان میدهد كار می كند این مسیرهای حركت توسط بررسی موقعیت با علم الحركات یا قسمتهای متحرك پا محاسبه می شود .

مدل می بایست یك حركت واقعی را تولید كند . برای در نظر گرفتن نیروهای

خارجی وداخلی موثر بر روی متحرك ، سیستم می بایست یك مدل پویا باشد . تكنیك هایی بر مبنای حركات پویا در انیمیشن كامپیوتری استفاده شده است اما تنها تنها برای بدنهای ساده شده پا مفصلهایی معدود و بدنهایی هندسی ( استوانه ای ) بدون هیچ تغییر شكلی ، استفاده از سیستم پویا برای بدنهای بند بند مانند بدن انسان مشكلات مهم و متعددی را به بار می آورد .

درابتدا طراح در شرایط فشارها یا درگیریها به فكر استفاده از یك عضله یا بدن برای بوجود آوردن یك حركت نمی افتد طرح از یك رابطه كاربر مخصوص ضروری می باشد .

مشكل دیگرسیستم های پویا مقدار زمان CPU  مورد نیاز بوجود آوردن حركات متعادلی برای یك بدن بندبند پیچیده با استفاده از روشهای متعدد است وبه طور حتم این مسئله امكان تعامل بین سیستم وكاربر را كاهش میدهد تنها یك سری كوتاه تولید شده است بعلت كمبود تعصیصات كامل برای یك حركت پیچیده ونیز بعلت زمان مصرفی CPU بر لازم برای روشهایی خاص .

بیش از این پا اینكه حركت هایی بر اساس سیستم پویا واقعی تر هستند .اما بسیار خشك هستند چرا كه شخصیت كاركترهای را درنظر نمی گیرند تصور اینكه تنها شخصیت های فیزیكی دونفر در انجام یك كار مشابه بتواند شخصیت هایی متفاوت را برای بینندگان بسازد . غیر واقعی است رفتار وشخصیت انسانها نیز علتی ضروری برای بوجود آوردن تمایز‌های قابل ملاحظه است .

برای طراحی یك بدن به كمك علم الحركات ( مستقیم یا معكوس ) طراح می‌بایست خط سیر زوایای مفصلها یا خط سیر انقباض عضلات را مشخص كند. این خط سیر می بایست شامل اطلاعاتی زمان نیز باشد . سرعت و شتاب با این حال طبیعی بودن حركت قابل ضمانت نیست . نتیجه ای خوب مجموعه‌ای از هر دو مدل را شامل می شود همانطور كه Girard این را پیشنهاد كرد و نتایج خوبی را از سیستم اش بدست آورد .

در كارخانه تولید انسان ( Haman Facfory system)  تصمیم گرفته ایم كه كتابخانه ای از حركات پارامتری اولیه ( مانند راه رفتن وگرفتن ) بسازیم وهر نوع از حركت از این حركات درصورت امكان استفاده كند .

ونیز تنها زمانی كه نیاز است از سیستم پویا برای واقعی شدن حركت استفاده كند هر دستور یك سری از فریم های كلیدی وقیود مكانی را تولید می كند كاربری كه از حركت تولید شده راضی نباشد آنرا ویرایش می كند .

تعیین مسیر

مسئله تعیین مسیر كلاسیك می باشد وبه طور چشمگیری در باتیك وهوش مصنوعی مورد مطالعه قرا رگرفته است بعنوان مثال با دادن مكان اولیه دست متحرك واشیاء بر روی میز مسئله یافتن مسیری برای جلوگیری از برخوردها می باشد برای یك متحرك مصنوعی مشكل پیچیده تر می باشد بعلت نامستحكم بودن متحرك در سیستم تولید اشان هر حركت مفصل به سه روش تعریف شوند :

1-  مقادیر كلیدها در زمانهای مشخصی انتخاب می شود نوسازی توسط روش كوچانك بارتلز انجام می شود .

2-  تغییر زاویه توسط دستورات پشت سر هم تعریف می شود .

3- خط مسیر ممكن است توسط یك الگوریتم تعیین مسیر اتوماتیك تعریف شود در شرایط ما از یك الگوریتم ضد برخورد ، در محیط چند بعدی استفاده می شود این روش استفاده شده در تیم ما مناسب تر از روشهای رباتیك به نظر می رسد .

برنامه ریزی

برنامه ریزی مسئله ای اساسی در رباتیك وهوش مصنوعی می باشد پیچیدگی مشكل مستقیما به عمومیت دنیای كوچك متحرك بستگی دارد مسئله شامل جداكردن برنامه

داده شده به یك سری از حركات اولیه می باشد .

برنامه ریزی Fig 2

برای ساختن این حركات ، سیستم می بایست اطلاعات زیر را در تصرف داشته باشد .

• توضیحات صحنه ( توپولوژی ، مكان و فضا گیری اجزاء )
• پایگاه داده دستورات كنترل كننده دنیای كوچك ( بعنوان مثال ایستادن قبل از راه رفتن لازم است )
• رفتار متحرك ( كه باید مشخص كننده نحوه انجام حركات باشد كه پاسخگوئی استیل پارامترها ست )
• كتابخانه حركات اولیه كه ممكن است توسط متحرك انجام شود ( استعدادهای متحرك )

بعنوان مثال كار پاسخ به تلفن ممكن است به حركت های اولیه زیر تقسیم بندی شود :

• ایستادن از روی صندلی
• تشخیص مسیری كه از تصادف ها در حركت متحرك به دور باشد.
• راه رفتن براساس مسیر
• تشخیص خط سیری كه از برخوردهایی برای گرفتن اشیاء به دور باشد .
• گرفتن تلفن
• پاسخ دادن

سه روش برای مشخص كردن كارها در یك سیستم سطح كار موجود است .

1-             با مثال

2-             با یك سری از حالتهای مدل

3-             با یك سری از دستورات

مشخص كردن بامثال به معنای انجام وظیفه حداقل یكبار به منظور توضیح آن به سیستم برای اپراتور میباشد .

این مسئله در رباتیك مناسب می باشد چرا كه كار می تواند با هدایت دستی ربات ، فیزیكی مشخص شود البته در این انیمیشن غیر عملی می باشد .

در روش نوع دوم ، كار بعنوان یك سری از حالتهای مدل در نظر گرفته می شود هر حالت توسط تائیدات تمامی اشیاء در محیط مشخص شده است . این تائیدات ممكن است توسط مجموعه ای از ارتباطات معرفی شود اما سطح این ارتباطات چه می باشد بعنوان مثال ارتباطات سطح بالا جوابگوی این باشد كه نشان می دهد كه شی A درزمان مشخص شده باید در یك ارتفاع خاص ود ر جلوی یك شی B قرار داشته باشد مسئله در این حالت مجموعه ای از ارتباطات است كه می بایست به مجموعه ای از مساویها ونامساویها تبدیل شود كه این می تواند دارای راه حل مشكلی باشد پیش از این یك مجموعه از تائیدات ممكن است باعث گمراه شدن یك حالت شود ارتباطات سطح پایین می تواند پاسخگوی همكاری اشیاء در یك زمان خاص باشد ، كه مشخص كردن فریمهای كلیدی ساده را شامل می شود متدهای متعددی برای جمع آوری تائیدات محدودیت ها از ارتباطات سمپلیك پیشنهاد شده است .

مشخص كردن یك سری از دستورات رایج ترین ومناسب ترین می باشد . همانطور كه توسط رنگ توضیح داده شده است یك طراح تنها می تواند یك طرح كلی یك حركت خاص را مشخص كند وسیستم انیمیشن جزئیات را مهیا می كند یك كاربر آماتورممكن است با حركات پیش فرض كه توسط یك تخصیص كا رمانند حركت از A به B تولید می شود قانع شود با این حال یك كاربر حرفه ای ممكن است در خواست یك كنترل تقریبا كلی بر روی حركات متحرك برای تولید یك سری قابل توجه داشته باشد این بدان معناست كه طراح نیاز به دسترسی سطوح مختلف كنترل برای تولید مهارتهای محرك جدید ودستكاری مهارتهای موجوددارد .

توجه داشته باشید كه تبدیل از مشخصاتی سطح بالا به یك سری از حركات ابتدایی بسیار شبیه به مسئله كامپایل دارد چراكه در پردازش زبانهای برنامه سازی این سه حالت مقدور می باشد : ترجمه به یك كد سطح پایین ( كامپایلر های كلاسیك ) ترجمه به یك زبان برنامه نویسی دیگر ( پریپراسسور ) و وقفه در هر حالت پاسخگویی بین تخصیص وظایف و حركت قابل تولید بسیار پیچیده می باشد .

سه وظیفه بسیار ضروری را برای یك متحرك مصنوعی در نظر بگیرید راه رفتن ، گرفتن و صحبت كردن .

راه رفتن

برای تولید حركت جوابگوبه وظیفه راه رفتن از Aتا B لازم است تا موانع ممكنه طبیعت terrain و سپس ارزش گذاری مسیرها را كه شامل یك سری از جایگاهها شتاب ها سرعت ها می باشد را به حساب آوریم با دادن چنین مسیری وهمچنین نیروهای خارج شونده از تاثیر گذارنده ها این امكان هست كه محدودیت ها در مفاصل توسط دینامیك معكوس مشخص شود ودر نهایت مقادیر زوایای مفاصل در هر زمان قابل استخراج خواهد بود به طور خلاصه سیستم task - level می بایست عناصر زیر را جمع ببندد دوری از موانع مسیر یابی علم الحركت و دینامیك ها .

گرفتن

برای تولید حركتی پاسخگو به عمل برداشتن شی  Aو گذاشتن آن روی شیB  و طراح می بایست انتخاب كند كه كجاA  را بگیرد تا هیچ برخوردی هنگام گرفتن یا حمل آنها رخ ندهد . سپس تائیدات گرفتن می بایست انتخابی شود سپس شی گرفته شده در دست جایگاه خود را می یابد ( یا حداقل اینطور به نظر می آید ) بیش از این تماس بین دست وشی تا حد ممكن بایستی طبیعی باشد زمانی كه شی گرفته می شود سیستم بایستی حركتهایی كه برای رسیدن به هدف لازم است را تولید كند یك حركت آزاد بایستی تركیب شود ، در طی این حركت هدف اصلی رسیدن به مقصد بدون تصادف می باشد در این پردازش پیچیده تغییرات مفصلها توسط معادلات دینامیكی وعلم حركت مشخص می شود بطور خلاصه سیستم تعیین سطح عناصر زیر راباید جمع كند : تعیین مسیر دوری گزیدن از برخوردها استحكام وتعیین تماس ، علم حركت ودینامیك .

صحبت كردن

برای تولید حركت پاسخگو به عمل تهفتن جمله حال شما چطوراست سیستم می بایست جمله را تجزیه وبه حروف صوتی تبدیل كند و سپس حالتهای صورت مربوط به این صورت را انتخاب كند این حالتها خود توسط تغییرات چهره به خاطر عضلات نشان داده می شوند باز شدن فك باز شدن چشمها چروكهای چهره وغیره زمانی كه حالت صورت انتخاب شد سیستم می بایست به كامپیوتر نشان دهد كه در چه زمانی آن حالت فعال شود وفریم های تطبیقی را تولید كند به طور خلاصه این سیستم می بایست عناصر زیر را جمع كند : تشخیص اصوات انتخاب حالتهای چهره هدایت پارامترهای چهره تولید انیمیشن .

مادر سیستم انیمیشن خود دنیای بلاك های Winograd را مشخص كردیم . با اینكه این دینای بلاك ها برای درك زبان طبیعی ساخته شده است اما برای انیمیشن انسان بسیار جالب می باشد چرا كه به سری برنامه های حركتی پاسخگوست برای تولید سری حركات ، ما از تئوری كامپایل استفاده می كنیم این استفاده ، شبیه دیاگدامهای مصنوعی كه برای تعریف نحوی یك زبان برنامه سازی استفاده می شود می باشد ما از علامت های پایانه دار یا بدون پایانه استفاده می كنیم .

علامتهای پایانه دار  به دستوراتی از قبیل گرفتن  حركت B به P رها كردنB پاسخ می دهد .

وعلامتهای بدون پایانه به دستوراتی مانند قدار می دهد بلوكB1 رادر محلی سه بعدی P بر روی بلوك B2 یا پاك كردن بالای بلوك B ما از روشهای باز گشتی رایج در ساخت كامپایلر استفاده می كنیم یك زیر برنامه  ( كه ممكن است باز گشتی باشد ) برای هر كدام از علامتهای بدون پایانه به منظورساختن درخت هدف نوشته می شود هر گره ازدرخت یك هدف می باشد كه تنها زمانی قابل قبول هستند كه هر كدام از زیر هدف های آنها قابل قبول باشند .

بازیگر مصنوعی :

متحرك سازی  MIRALAb  دانشگاه مونترال ـ كانادا

در این صفحه روشی برای ایجاد متحرك سازی یك بازیگر مصنوعی را شرح می دهد. و بر شناسایی روشهای بكار برده شده برای تولید حركات وتصاویر واقعی تاكید می كند. مخصوصا نكاتی را كه اغلب در بروشورها نادیده گرفته می شود با جزییات توضیح میدهد . برای مثال طراحی و آماده سازی مدلهایی برای شماره بندی ، تركیب بندی ، اسكلت بندی و متحرك سازی پردازش آن.

1ـ معرفی

بروشور یك انسان در انیمشین 1و2و3و4و5 به طور كلی بر مدل سازی و پردازش انیمیشن انسان تاكید دارد. در انیمیشن شخصیت 3 بعدی پیچیدگی حركت ممكن است به طور كلی به طور اختیاری به 3 قسمت اصلی تقسیم می شود . انیمشین صورت 6و7و8و9و10و11و12و13و انیمیشن دست 14و15و16 و انیمیشن بدن 17و18و19و20و21و22و23 تقسیم بندی می شود.

در مقاله قبلی ما چگونگی هدایت بازیگر مصنوعی را در فیلم Rendes _  Vous  نشان داده بودیم.در این مقاله جدید نكاتی كه اغلب در بروشورها نادیده گرفته می شود با جزییات توضییح داده می شود.

 برای مثال طراحی و آماده سازی مدلهایی برای شماره  بندی ، تركیب بندی و نصب اسكلت بندی و متحرك سازی آنها می باشد.

2ـ طراحی و آماده سازی مدلهایی برای باز سازی 3 بعدی :

طراحی ساختار یك شی مصنوعی حایز اهمیت است . در تصویر 1 برنامه ای از یك طرح ساده را نشان می دهد كه ممكن است برای هر تصویری كه در خواست شود به طور مثال برای بازو .برای تقسیم شی به بخشهای مختلف باید بررسی های انجام گیرد . برای مثال آیا دست باید در یك قطعه قرار بگیرد و یا انگشتان باید جدا از هم باشند ؟كه این انتخاب طرح است .گر چه ممكن است تقسیم به قسمتهای كو چك منطقی بهتر باشد .

1ـ توضیح دادن جزییات در یك قسمت كوچك آسانتر می باشد .

2ـ دستكاری تصاویر كو چك آسانتر است زیرا عناصر اساسی كمتری از جمله سطوح و زوایا وجود دارد.

زمانی كه بخشهای اصلی در یك راستا از تقارن قرار دارد بهتر است كه نیمی از قسمتها ساخته شود وبا استفاده از عملگر تقارن . آن به طور كامل بدست می آید.هنگامی كه همه بخشهای شی متقارن ایجاد شد آنها باید برای تولید شی كامل با هم تركیب شوند بنابراین در ابتدا باید جداسازی بخشها طبق نقشه انجام گیردو هنگامی كه همه قسمتها به طور كامل ساخته شد در اخر باید عملیات تركیب بندی انجام گیرد.

2-2 ـ جستجوی مدل مدرك :

كامپیوتر نمی بیند بنابراین لازم است كه ابعاد را در صفحه نمایش دهد. به كاربر اجازه دیدن شخص از نقطه نظر های مختلف را بدهد .برای نشان دادن فرم شخصیت به كامپیوتر ما نیاز به مشاهده مدل واقعی و یا شخصیت پردازی می باشد بنابراین یك مدل گچی از شخص و یا شی مورد نظر باید ایجاد شود بنابراین تكنیك شماره بندی را باید بكار بریم.

برای ایجاد یك ماكت از شخصیت لازم است كه شخص هم بعد ان را پیدا كنید و یا یك مدل گچی از آن درست كنید كامپیوتر تصویری سه بعدی از ان در حافظه اش خواهد داشت . البته كاربر می تواند ماكت را به اندازه دلخواه تنظیم كند.

3ـ2 ـ دستورالعمل برای انتخاب یا ساختن اشیا شماره بندی شده :

شی شماره بندی شده باید برای ترسیم سطوح و زوایای موجود در آن به مقدار كافی بزرگ باشد گر چه باید برای عكسبرداری به حد مطلوب كوچك باشد . هر ماده ای ممكن است برای شی انتخاب شود. گر چه سطوح باید از یك رنگ روشن و غیر انعكاسی باشند تا اجازه رسم خطوط و تصاویر را بدهند و همچنین شرایط مهم دیگری برای مشاهده پیكره انسان وجود دارد.

1ـ ستون مهره دار باید تا حد امكان راست باشد .

2ـ پاها باید تا حد امكان راست باشد .

3ـ شانه ها باید در بیشترین موقعیت طبیعی به نظر برسد.

4ـ بازوها باید حتی المكان راست باشد و آرنج دارای قابلیت خم  شدن  را  داشته باشد.

5ـ بازوها باید حتی المكان عمود بر بدن باشد بدون نقص عضو شانه ها.

6ـ كفهای دست باید به سمت پایین بچرخد.

7ـ انگشتان باید حتی المكان  راست باشد و اندازه آنها متعادل باشد.

8ـ انگشت شصت باید مانند طرح دستها باشد اما با زاویه ^45 به دستها متصل باشد

4ـ2 ـ آماده سازی مدل گچی :

مدلهای گچی باد مطابق تصویر دقیق شخصیت واقعی كه نمایش داده شده بود ایجاد شود.

برای ساختن ماكت سر باید از یك مجسمه ساز كمك بگیرید تا بتوانید شخصیت واقعی ایجا د كنید .این سرها از حد واقعی بزرگتر هستند برای سهولت شماره بندی .تصویر 2 یك مثال را نشان می دهد.

دندانها :

یك مجسمه ساز دندانهایی از تصاویر ایجاد می كند كه این دندانها هم برای سهولت شماره بندی از حد واقعی خود بزرگتر هستند . تصویر 3 دنداها را نشان می دهد.

بدن :

فردی با بدن در ابعاد شخصیت مورد نظر باید برای عكس برداری یافت میشود. گچ قالبی برای ایجاد یك بدن گچی مانند شكل 4 . روی بدن شخصیت مصنوعی است.

دستها :

مجسمه ساز از روی تصاویر دستهایی را بسازد.

3ـ  تركیب بندی اشكال :

1ـ3ـ عملكرد تركیب :

هنگامی كه بخشهایی از یك شی مصنوعی بطور موفقیت امیز شماره بندی شده باشد آنها باید در مرحله نخست طبق طرح با هم تركیب بندی شود. تركیبی یك عمل محتوایی شامل سر هم كردن 2 شی نا منظم در یك شی منسجم ، یگانه و یكتا  می باشد.

برای مثال نیم تنه ممكن است به یك بازو چسبیده شود. معمولا دو شی كه با هم تركیب می شوند باید دارای موقیعتی درست ، جهت سازگاری و یا دارای اندازه ای برای یك سر هم سازی موزون باشد واین مستلزم استفاده از عناصر معمولی برای دو شی در اجازه سر هم سازی آن دو می باشد .این عناصر معمولی خطوط عمودی جایگزین شده در حاشیه هر دو شی هستند به هم متصل می شوند واین خطوط بردار نامیده می شود زیرا از پردازش سایه  هر راس در حاشیه اولین شی باید یك بردار در حاشیه شی دیگر داشته باشد در غیر این صورت ناپیوستگی سایه ظاهر خواهد شد.

اشیایی كه با هم تركیب می شوند لازم است حاشیه های یكسانی داشته باشند مخصوصا زمانی كه به طور جداگانه شماره بندی شده باشند برای انجام عملكرد تركیب لازم است یك شی اصلی و شی دیگر را فرعی معرفی می كنیم.و 3 راس غیر راستا را در دو حاشیه نشان می دهیم .نتیجه تركیب دو شی یك شی جدید كه دارای راسهای زیر هستندند :

1ـ همه رئوس شی اصلی و مسلط هستند.

2ـ همه رئوس شی فرعی  از رئوس حاشیه انتظار دارند كه بوسیله بردارهای شی مسلط و اصلی جایگزین شوند.

عملگرهای تغییر مكان ، دوران و مقیاس برای ساختن 3 نقطه غیر راستا از دو تركیب منطق شده اجرا شده است .هنگامی كه دو شی خیلی شبیه به هم شماره بندی شده باشد تركیب در یك راستا ست . هنگامی كه تغییرات مهمی بین اشیا شماره بندی شده وجود داشته باشدلازم است رئوس در حاشیه ها دوباره مرتب شود عملگر عكس تركیب ، تجزیه نامیده می شود كه حتی هنگامی كه رئوس شی كامل تغییر كرده باشد .شی تركیب یافته را به قسمتهایی جدا میكند.

ما اكنون یك مثال مناسب برای استفاده دو تغییر و تحول فرمانهای تركیب و تجزیه را نشان می دهیم وپیاده سازی می كنیم.

ما فرض می كنیم یك فایل MTO  شامل مجسمه ماریلین مونورو به عنوان شی مسلط و یك فایل MLE  شامل یك ساق به عنوان شی برده می باشد.برای اولین عملكرد (شكل a ـ5) طراح از یك دستور  تركیب با انتخاب دوران ومقیاس استفاده می كندنتیجه عملكرد ی به نام MTOLE كه تجزیه بوده است كه اجازه می دهد یك شی ساق جدید با اندازه و عملكرد جدید بیرون كشیده شود.  فرض را بر این می گیریم كه این ساق جدید در فایل MLE ذخیره شده است . شكل bc ـ 5 چگونگی تصحیح انجام شده را نشان می دهد. MLE در شكل b  ـ 5 و در یك  شی  تر كیبی MTOLE در شكل c ـ 5 نشان داده شده است.توجه كنید كه لازم است از عملگر تجزیه برای بدست آوردن نسخه بعدی نیم تنه و پاها هنگامی كه شی تركیبی تغییر كرده باشد استفاده می كنیم.

2ـ3 ـ یك مثال ـ تركیب كاملی از ماریلین مورنو :

 مرحله 1  :  سر ماریلین :

از مدل گچی سر شی ، پلك ، دهان  وغیره شماره بندی می شود .تركیب با قی مانده برای بدست اوردن شی T1 می باشد .تركیب T1 با بینی برای بدست اوردن T2 وهمچنین تركیب شی T2 برای بدست آوردن نیم صورت و اعمال عملگر تقارن برای بدست آوردن صورت كامل از مدل گچی می باشد. برای در نظر گرفتن دندانها ابتداسمت راست  دندانهای بالاو سمت سمت دندانهای پایین شماره بندی می شود.نتیجه اعمال موقعیت و عملگر تقارن یك صورت كامل ایجاد چشم راست و موقعیت آن در صورت انجام یك كپی از چشم راست برای بدست اوردن چشم چپ در موقعیت آن از مدل گچی سر ، مو را شماره بندی می كنیم .تركیب صورت كامل با مو برای بدست آوردن سركامل ماریلین مانند تصویر 6 میباشد.

مرحله 2: بدن ماریلین (بدون سر)

از مدل گچی 5 انگشت اشیاء ، انگشت و از كف دست ، شیء كف دست را شماره بندی می كنیم . كف دست رابا انگشتان تركیب می كنیم و از مدل بازو شی ء بازو از مدل نیم تنه شی ء نیم تنه را شماره بندی می كنیم.هر دو شی را برای بدست آوردن نیمه راست بدن تركیب می كنیم. از مدل شی پا ، پاشنه و سپس بقیه پا را شماره بندی می كنیم .دو قسمت با هم تركیب می شوند و از مدل ساق ، شی ء ساق را شماره بندی وساق را با پا تركیب می كنیم .سپس ساق و پا و نیمه راست بدن را با هم تركیب می كنیم  و عملگر تقارن را اعمال میكنیم.

مرحله 3: ماریلین كامل:

بدن وسر با هم تركیب می كنیم .شكل شماره 7 اشیاء را قبل از تركیب و شكل شماره 8 ، نتیجه تركیب را نشان میدهد.

4ـ بررسی از تصویر متحرك :

برای تحرك بخش بدن یك انسان لازم است از یك نرمافزار مخصوص برای حركت انسان استفاده كنیم. این نرم افزار استفاده شماره اصلی از كلیق مقادیر را از  زوایای تهیه شده بوسیله كاربر سرعت می بخشد.این زوایا ، زوایا ی بین قسمتهای مختلف بدن در زمانهای اصلی هستند.برای مثال برای خمیدگی یك بازو لازم است  است . زاویه آرنج را  در زمانهای منتخب متفاوتی وارد كامپیوتر كنیم.سپس كامپیوتر قادر است هر زاویه ای را در هر زمانی پیدا كنید .متحرك سازی در پارامترهای مقدار برای هر چارچوب یا گنجاندن قالب به نظر می آید.هنگامی كه متحرك سازی ترتیب تحرك بخشی را تشخیص می دهد. حركت استفاده یك اسكلت بندی را تعریف می كند كه یك تور سیمی تنها از قسمتهای خط متصل تركیب شده است.برای تحرك بخشی شخصیتهای 3 بعدی كامل متحرك ساز همچنین مجبور است موقعیت این اسكلت را با بدن بازیگر مصنوعی متحرك تطبیق كند.این عملكرد باید خیلی دقیق باشد و معمولا خیلی  طولانی است .متحرك سازی به طور كامل از اسكلتبندی تشكیل شده است .هنگامی كه موقعیت اسكلت بندی به طور دقیق تعیین شد نرم افزار انسان شخصیت را مطابق با زاویه های ذكر شده بوسیله متحرك سازی بدون مداخله متحرك ساز دگرگون خواهد كرد.طرح سطوح مختلف اسكلت بندی در برداشت از اتصال وابسته بنا شده است .

عملگرهای دگرگونی محلی (16 و 24 ) عملگرهای دگرگونی محلی وابسته به طبیعت اتصالا ت را شناخته اند.این عملگرها ی JLD رشد سطوح را كنترل می كنند .و ممكن است به عنوان عملگرهایی در این سطوح بررسی شده باشند.هر عملگر JLD به بعضی از بخشهای تعریف شده سطح كه ممكن است حوزه عملگر ناحیه شده باشدمربوط خواهد شد . مقدار خود عملگرها به عنوان یك تابع از مقادیر زاویه دار مجموعه

شناخته شده اتصالات معرف عملگرها مربوط خواهد بود.

5ـ موقعیت اسكلت بندی :

1ـ5 : تعریف اسكلت بندی :

ما یك اسكلت را به عنوان یك مجموعه اتصال یافته از قسمتها تطبیق دادن با اندام جنبش و اتصالات تعریف می كنیم  شكل a ـ 9 یك اتصال تقاطع بین دو قسمت است . به این معنی كه انیك  نقطه اسكلت بندی است كه عضوی كه به ان نقطه پیوند خورده است ممكن است حركت كند زاویه بین دو قسمت زاویه اتصال نامیده می شود. یك اتصال ممكن است 3 نوع موقعیت زاویه داشته باشد:

خم شدن ، چرخش و تابیدن ، خم شدن یك گردش عضو است كه بوسیله اتصال تاثیر می پذیرد و با عث حركت همه عضو های پیوند خورده به این اتصال می شود . چرخش یعنی محور گردش خمیدگی به دور عضوی كه بوسیله  اتصال  اثر گذاشته است . تابیدن باعث پیچ خوردگی عضوی كه به وسیله اتصال تاثیر  گذاشته است می شود.

جدول 1 بدنه اتصالات با انطباق شماره ها در شكل 9 را نشان  می دهد برای هر اتصالاتی زوایای وجود دارد همچنان خمیدگی با (F) تابیدن با( T  ) و چرخش با (P) نشان داده شده اند. اتصالات دست شرح داده نشده اند.

2ـ5 ـ تابعی برای موقعیت اسكلت بندی :

متاسفانه احتمالا این تابع جدا از شماره بندی اشیا طولانی ترین مرحله می باشد.

این تابع بسیار مهم است زیرا همه طرحهای شكلهای سطوح در گردئش موقیعت اسكلت بندی به اشیا سطوح بنا شده اند. اگر یك نقطه اسكلت بندی در موقعیت بندی باشد احتمالا اتصال باعث دگرگونی سطح غیر طبیعی در تصاویر متحرك می باشد.برای تو ضیح این تابع ما از یك عامل اسكلت بندی نقطه های 87  مانند شكل 15  استفاده می كنیم . هر كدام از این نقطه ها باید بوسیله متحرك ساز تعیین شود اما  مشكل  این است كه :

این نقطه ها كجا تعیین می شوند؟ پاسخ این است كه برای نقطه های استفاده شده به عنوان اتصالات خیلی ساده است .نقطه ها باید در مركز اتصالات تعیین شوند.برای همه نقاط انتهای یك عضو ارایه شده است نقاط باید در مركز  انتهای عضو باشد  متاسفانه این  دو قانون در موقعیت همه نقاط اسكلت بندی  نا كافی است .

3ـ5 ـ شناسایی روش برای موقعیت یك اسكلت بندی :

موقعیت اسكلت بندی در سیستم بوسیله سیستم قسمتهای بدن استخراج شده است .این سیستم برای اجازه دادن به كاربر جهت تغییر یك شی گرافیكی بدون رجوع به شماره های رئوس یا انطباق رئوس شی طراحی شده است گر چه ممكن است یك كاربر با تجربه عملگرهای سطح پایین را بوسیله شناسایی شما ره های رئوس یا انطباق انجام دهد.تصحیح انجام شده در روش تور سیمی در بعضی رئوس شناخته شده گرافیكی به پایانه بستگی دارد كاربر ممكن است با یك موس ویا جوی استیك یا حتی كلیدهای فلش دار بای حركت مكان نمایی گرافیكی و شناسایی یك راس مخصوص استفاده كند. سیستم بخشهای بدن عمدتا برای محدود كردن مشكلات مهم ترسیمهای 3 بعدی می باشد.چون رسمهای 3 بعدی در شیوه 2 بعدی طراحی شده اند . گفتن این كه ، راس در جلو یا عقب یك شی است دشوار است .یك راه حل مشكل گم كردن بعد نشان دادن اشیا گرافیكی از زوایای مختلف است كه قادر به تعیین كردن سومین بعد بدون هر ابهام است. به این معنی كه اشیاء مشابه در 4 دیدگاه با استفاده 4 دوربین نمایش داده خواهند شد. مراحل مختلفی وجود دارد كه متحرك سازی باید  در تعیین وضیعت اسكلت بندی اش به ان توجه كند. برای مثال  بازیگر مصنوعی  ماریلین را بررسی خواهیم كرد:

مرحله 1: اگر نمای بازیگر ماریلین در بخشهای مختلفی است متحرك سازی باید به صورت موقت آنها را به عنوان یك فایل شامل یك قطعه ذخیره كند.

مرحله 2: دو فایل باید خوانده شود : نمای بازیگر واسكلت

مرحله 3: سطح و اسكلت بندی باید در استفاده فرمان Actival  سیستم بخشهای بدن

فعال شده باشد.

مرحله 4 : این مرحله اصلی است . همه این نقاط اسكلت بندی باید تعیین شوند .بدن انسان یك سازمان ترتیبی از نقاط متحرك سازی نشان دا ده شده را دارا است .ما ممكن است این را متحرك سازی 3 بنامیم . نقطه 1 مركز این متحرك سازی 3 است . كه باید به بلندی اتصالات باشد.در مركز بین هر دوران باشد .(شكل 11) . نقاط 2و3و4و57و58 مهره ها را نشان می دهند .آنها بایدبر اساس تعیین شوند : نقطه 4 باید زیر قفسه سینه باشد . نقطه 2 باید دقیقا بالای ران باشد .نقطه 3 باید بین نقطه 4 و 1 باشد . نقطه 57 كه اولین مهره از گردن را ارائه می دهد باید در نقطه چرخشی بین شانه ها و گردن قرار بگیرد . نقطه 58 ممكن است بعد از نقطه 59 كه در پایین نقطه 57 تاثیر می گذارد تعیین می شود. به این معنی كه نقطه 59 باید درست زیر چانه قرار بگیرید .سرانجام نقطه 58 باید بین نقطه 59و 57 تعیین شود.نقطه های57و83 بای معین كردن مكانهای بریده شده برای تخصیص نقاطی به سر استفاده شده است.آنها باید در نقاط چرخشی بین شانه ها و گردن  قرار بگیرد .نقط 60و 61 باید نمایانگر عامل چشمها باشد زیرا آنها  رای متحرك سازی 3 استفاده شده اند.

مرحله 5:

هنگامی كه همه نقاط تعیین شده باشند اسكلت بندی باید ذخیره شود.

مرحله 6: همه انتخابهای شما باید قبل از شروع انیمیشن سازی آماده شده باشد .برای آماده كردن شماره های انتخابی انیمیشن ساز باید مراحل زیر را انجام دهد:

1ـ خواندن و انتخاب

2ـ فعال كردن اسكلت بندیو انتخاب

3ـ كنترل تخصیص همه نقاط

4ـ تغیر دادن وظیفه نقاط در بعضی از خطاها

5ـ ذخیره كردن نتیجه : 2 فایل تولید خواهند شد : یكی شامل نمای انتخابی و دیگری شامل شماره های اولین و آخرین نقاط هر قسمت  در انتخاب

6ـ متحرك سازی 

6.1 ـ رفتار اساسی تصاویر متحرك

دو ورودی در طراحی كنترل 5ـ 10 ـ 25‌ـ 26 وجود دارد.متحرك سازی قالب كلید بندی شده و متحرك سازی الگوریتمی متحرك سازی قالب بندی شده شامل تولید اتوماتیك اسكلت میانی است كه میانگین یك مجموعه از قالب كلید بندی شده عرضه شده بوسیله متحرك ساز نامیده می شود.با متحرك سازی تصویری قالب بندی شده میانه توسط گنجاندن تصویر قالب بندی شده خودشان بدست می آید.این یك تكنیك قدیمی است كه معمولا اثرات نامطلوبی مانند فقدان همواری در حركت ، ناپیوستگی در سرعت حركت و ناهمواری در چرخش را تولید میكندویك راه تولید تصویر بهتر گنجاندن  پارامترهای از مدل نمونه شیء خودش است .در این روش كه متحرك سازی قالب كلید بندی شده ای است پارامتری نامیده می شود.متحرك ساز یك قالب كلید بندی توط شناسایی مجموعه مناسبی از مقادیر پارامترها ایجاد می كند.پارامترها گنجانده شده اند و تصاویر سرانجام به طور جداگانه از پارامترهای گنجانده شده ساخته شده اند.در متحرك سازی الگوریتمی حركت به صورت الگوریتمی شرح داده شده است.قوانین فیزیكی  به پارامترهای تركیب اجزاء انسان پاسخ داده اند.این قوانین ممكن است به وسیله پارامتركردن  یا استفاده از یك فعل و انفعال ورودی شی های داده شده كنترل شده باشد با هر ورودی  هر نوع از قوانین ممكن است به پارامترها پاسخ داده باشند. برای مثال دگرگونی یك زاویه پیوسته ممكن است. بوسیله  قوانین حركتی مانند قوانین پویا كنترل شده باشد.

برداشت از رفتار اساسی قالب كلید بندی 21 سعی می كند هر دو تایپ متحرك سازی را اندازه بگیردرفتار یك متغیر رفتار تایپ است كه یك داده فرمولی ضمنی از یك كلاس موجود تركیب شده از اشیاء و انتقال داخلی پاسخ داده شده به آنها است.

به طور كلی یك رفتار با سایر موجودیات بوسیله معانی پارامترهای كه ممكن است وابسته به زمان باشد ارتباط برقرار می كند.در رفتار اساسی قالب كلیدبندی همه مقادیر پارامترها بوسیله گنجاندن تعریف شده اند اگر چه یك قانون تعریف شده برای یك پارامتر وجود دارد این قانون پاسخ داده شده است و پردازش مقادیر بوسیله گنجاندن نادیده گرفته شده است .این ورودی بیشترین امتیاز را دارد بیشتر پارانمترها ممكن است بوسیله پردازش قالب  كلید بندی در حقیقت قیمت كمتری دارد كنترل شده باشد اگر چه بیشتر اثرات واقع بینانه ممكن است در پارامترهای انتخاب شده انجام باشند.

6.2 ـ پیشنهاد كردن پارامترهای قالب كلیدبندی :

در سیستم فاكتور انسان حركت بدن یك بازیگر منوعی بوسیله زوایای كه به دیگری وابسته است كنترل شده است .در ضمن در تعریف یك ترتیب متحرك سازی برای كاربرد پارامترهای پیشنهادی قالب كلید بندی در واقع كاربر باید در ابتدا كلید مقادیر رابرای زوایای مفصل تعریف كند.

این مقادیر كلید در قالبهای ثابتی (یا قالب كلید بندی ) كه در شماره های قالب شناسایی شده اند ثابت شده اند.مقادیر میانی  كار نوارهای Kochanek_ Barterls  (27) را محاسبه خواهند كرد زیرا منحنی می تواند در هر نقطه داده شده بوسیله 3  پارامتر كنترل شود .كشیدگی ادامه پیدا می كند و انحراف پیدا می كند.و فواصل زمانی باید به هر نقطه كنترل  به حركت كنترل اضافه شده باشد.روشی برای گنجاندن بین مقادیر میزان مثل زوایا و مقادیر برداری مانند اشاره گر شناخته شده است .كلید مقادیر ممكن است در شما ره ها ی قالب كلید بندی كم اهمیتی تعریف شده باشد .در این موارد آنها قابل نمایش نیستند اگر چه در این میان در شماره های كلید است كه به درستی محاسبه خواهد شد.هنگامی كه كلید مقادیر تعریف شده باشند بعضی از آنها  باید احتمالا تغییر كرده باشد تا كاربر مجاب شود.این روال ممكن است بعضی چیزهایی در فاكتئر انسان امكاناتی برای لیست مقادیر زوایا برای بازیگر فعلی ، تكرار كلید مقادیر یك زاویه در یك  یا چندین نقاط در زمان  پاك كردن مقادیر كلید ، حركت همه مقادیر كلید برای دادن زاویه شروع از یك  قالب  كلید بندی داده شده ، اافه كردن یك مقدار زاویه به مقدار فعلی قالب كلید بندی و شناسایی چندین بی نظمی یك حركت تعریف شده است.

6.3 ـ پیشنهاد الگوریتم :

در كنترل رشد یك زاویه ، متحرك ساز ممكن است از 3 نوع قوانین استفاده كند . قوانین تعریف شده ، قوانین تحلیلی ، و توابعی از یك مرحله جدی در این مورد اخیر یك قانون رشد ممكن است به طور كامل در هر زمان (هر نتیجه هر قالب ) تغییر داده شده باشد.

این به متحرك ساز اجازه تطبیق دادن رشد یك زاویه متصل را به یك وضعیت جدید می دهد .

6.6 ـ نقاط ثابت :

نقاط ثابت ممكن است همچنین در طول یك ترتیب متحرك سازی تعریف شده باشد نقاط ثابت نقاطی هستند كه در طول یك ترتیب متحرك ساز دارای حركت نیستند.

وجود نقط ثابت ضروری است . برای مثال برای ایجاد امكان نشستن بازیگر مصنوعی ، یك نقطه ثابت باید در پاها  دور از بالای ساقها تعریف شده باشد.

برای قدم زدن ، نقطه از یك پا به پای دیگر تغییر می كند. در یك ترتیب متحرك سازی نقطه سازی نقطه ثابتی ممكن است تغییر كند.اما فقط یك نقطه ثابت ممكن است برای یك قالب كلید بندی تعریف شده باشد. شكل 13 یك مثال از ترتیب متحرك سازی را نشان می دهد.

13ـ در این صفحه یك روش برای ایجاد و متحرك كردن یك بازیگر مصنوعی را حاضر كرده است و حول نقاطی كه اغلب نادیده گرفته می شود بحث كرده  است . برای مثال ، طراحی و آماده سازی  مدلهایی برای شماره بندی ، دستورالعمل برای تغییرات یا ساختن اشیاء كه شماره بندی شده باشند. تركیبات ، شناسایی روش برای موقعیت یك اسكلت ، استفاده از نقاط ثابت در انیمشین سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

قیمت فایل فقط 3,100 تومان

برچسب ها : انیمیشنشبیه ساز