基于关节点旋转角的动作迁移原理

动作迁移过程中的关节点对应关系如图5-1所示，图中源角色的关节点P₀P₁P₂P₃，分别对应至目标角色的关节点P₀′P′₁P₂′P₃′。以P₂关节点为例，在动作迁移过程中，通过P₁P₂P₃位置计算P₂的旋转角，将该旋转角应用到P₂′关节点上，通过P₁′P₂′骨骼段的3D长度，计算关节点P₃′的位置，由此可以实现两个角色之间的动作同步。

图5-1 动作迁移中的关节点对应关系示意图

不同拓扑结构角色的动作迁移原理如图5-2所示，在图中的P₀P₁P₂P₃是源角色中的关节点，分别对应目标角色中的Q₀Q₂Q₃Q₄四个关节点，而Q₁Q₅两个关节点没有源角色中的关节点进行对应。在这种情况下进行动作迁移时，通过保持Q₁和Q₅的旋转角不变，而将Q₁和Q₅的旋转角分别叠加到Q₀和Q₄的旋转角上，使Q₀Q₁Q₂三个关节点组成一个整体，类似于一条骨骼Q₀Q₂，而Q₅作为Q₃Q₄的延伸部分，随Q₃Q₄的动作进行运动。反之，当源角色中存在无对应的关节点时，同样将该关节点的旋转角叠加到前一关节点上，实现拓扑结构的同化。

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图5-2 不同拓扑结构角色的动作迁移示意图

动作迁移主要是将角色动作从源角色变换到目标角色上，使两角色拥有相同的动作状态，该操作可以在拓扑相近或略有不同的骨骼框架之间进行，迁移的源角色和目标角色的关节点基本对应即可。以图5-2中所表示的动作迁移过程为例，其动作状态同步过程如图5-3所示，首先根据P₀P₁P₂求得P₁关节点的旋转角，然后根据此旋转角、Q₀Q₂的位置和Q₂Q₃的长度，即可求得Q₃的位置。

图5-3 动作迁移的旋转角同步示意图