TWI235962B - Method for converting high level motion scripts to computer animations - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於-種製作三維動 :，特別另 一、 ~ 【先前技術】 近年來電腦的應用範圍隨荖夕斗曾& 業利用它來提升產能 茲力的，強而增廣，製造 的品質。最近因數位多媒體技術 來合成電影動晝或電腦遊戲中的虛擬角=之技術 可操控的角色動畫(character aniI^m°<i ^產生逼真和 實境領域中一項重要的問題。mmatl〇n)疋目可電腦遊戲和虛擬 而出早ifΐΐ製作上，每—個角色的動作全靠動書師分格％ 個晝格通常要設定高達2G到60個數值，“3 動旦並有效的㈣虛擬人是—件相#聊的工作。上 產生方式郷_以餘絲礎(f rame_based)的 動= 十t繁瑣且非常依賴動畫師的動晝技術以及他對人類動作^ 驗’如此才能產生出生動自然的肢體動作。第二種是以運 為基狀料式動4，其對於麵獅行為的 ^體動作5成，必須先利用運動科學（sport science)之分 ^ ’解析求得運動過程各狀態中末端效應H(end_effeet〇r) :角度、重錄置與根節點(rQQt>_旋鮮參數之適當關係式 )灸，方能產生_如生的動晝效果。但是人類料運動行為過於 ，雜，並不容易經由運動分析找出近似的運動方程式，所以應用 範圍非常狹隘，能產生的肢體動作亦不豐富，大多用於g行 (locomotion)動畫的合成。 、乂 另一種是以動力學（dynamics)之模擬產生動作，可經由設定 ，電腦計_ 畫中所需要的逼真人許動你^ 3D動作擷取器預先記錄下動 力學的條件限制？因此:讀料本質上已是符合動 為真實的，但動作擷取的儀器設述方法中最 用（聰e)技術成為目前題促取資料的再利 的有效表示法可分研;’其帽於動作擷取資料 (Motion Texture)兩類U主( 〇tl〇n以咖）與動態紋理 種新的動作押告丨播制廷二、示法的好處在於它們創造出一 t ^ ^^(content-based retrieval)^^^ 搜尋i 。’它可以方便地讓使用者從動作擷取資料庫中 的動 TextuI^MGtiC)n Graphs 合成出一段新 因:上ί機Si :，動晝的目標依然非常遙遠。其主要原 行ΐΐΐί 能產生一段動作，但是此合成之動作是不具任 ί觀作:然而動晝師製作動晝之目的就是期望能 產生之動作，在實用性上效果不佳。 飞 【發明内容】 為解決上述問題，本發明提& —種藉蚊字腳本製作三維動 方法，提供使用者輸入自然語言的文字腳本，而能直接合成 出二維動晝。 、本，明係為一種藉由文字腳本製作三維動晝的方法，係架構 於自然語言之分析技術與動作索引表之設計以達到自動合成動晝 之技術，基本上它結合了經詮釋資料標註過之虛擬人肢體動作資 料庫，再透過自然語言型態之分析， 晝。本發明主要先絲分析與動作相關樣=的三維動 然後再建構此語tr的錢知識本體( 騎與知識， 礎的知識本魏能保朗-種語°有了此語言為基 將其轉化為具語音之★全釋資料的知5戠具有一致性，接著 就能 ”之W，再由動晝資料庫中擷取 。其所 輕易的合成出-三維動書。 W而要的動畫片段， 實施方式】 本發明所揭露係為一種藉由文字 請參閱「第i圖」，首先輸入-自三維動晝的方法， 接著將文字腳本正規化為電腦可自辨^^文;^本（步驟ιοί)， 文字腳本與動作資料庫（步驟=1G2)，並比對 =電腦辨識。因此對於自然語言正規化 引典與轉·等技術來解決。請參 =我，用了索 ，分為複數個斷詞文字（步驟謝），並且^」依==， 子之詞性（步驟逝），再根據雛而依序n職同文 :自:能將標題詞轉換為正規化語言(步驟 ;=:=::將其轉化為電腦可判讀= /、义^貝1曰重宗引典（Thesauruses)的功能，盆主亜37細、丄 專門領域内，相同語意但卻不同術語間之對廡:、解決

Siff料imetadata)的一致性。因為數位内容:自 果不具任何語意標註’則t腦是很難去理解其所 如 ^全釋資料之標註正是使電腦能夠理紐位内容 之一項技術。然而，言全釋資料必須是一種具有貝讯 才可讓㈣韻仙錢mfS齡 Β!ι 詞 本體與推衍規則有限之 創意之抽象語意 電腦理解人類無窮想法與 合以索引典的方式產生^3=於特定詞彙’這種特性轉 體動作之文軸容，接應。首先，必彡踐集有關人 才:器）將文件内容進行斷詞與“$稱為自然語言剖 自然語言的語句_為複數，隨錢行統計分析，將 就是名詞、動詞、介詞等）=子’來分別判斷其詞性（也 為上述剖析結果之同義穿L々^被廣泛使用之同義詞詞林做 索引典之標準。舉例來說°，链^據詞林之對應，做為建立 下降、降下、降低、降望二下、朝下、下落、落下、落、 來代替所有同義的字詞』。々祕[向下]為作為標題詞， 即可完成正規化的判1 斷身料規範所有的標題詞， Ma^up Language) , ^ 出所言===資料庫中擷取 包含有複數段的動作片段盥對其=動作資料庫至少 所相對應的動作片段。關於動表内的貧料’而能一一擷取 格紀錄之座標（步；動作資料中每一晝 能根據特徵值建立動作片段索引t 特徵值（步驟303)，而 3〇4)。動作擷取資料令的每個晝格、相片段(步驟 度空間卡式座標位置，以及㈣5 體各闕即（卿Ο上三 ，以最複雜的人體動作為;:說T，於 右大腿、右小腿構成。為了達到減少維度和不同=趙= 1235962 i. 一 ! · f ，Ά·，* rr ^ …轉_縮放下判斷相同的姿勢，我們 一 卽和影之向量分別 照下述方式轉為二度空間的球鋪表空間卡式座標按 式座標的向量，麟換v成球座標向量的& = t段肢體於卡 與^投影至和地板平行之及平面，於是根式，而先將根關節朝向 θ： C〇S_I(

Ij^Zxz

llv^z IIx 11^ \\J <P = cos'l(— 丨卜ΛΖ llx"r"j 按照上述術奐方式，我們以.心) 的安勢特徵，其中_表 ，巧^左、右手臂 姿勢特徵，也是相同的道理。彳巾）表不上手臂，對於雙腿 (見第4圖），以兩度晶格所組成的空間 動作索引表中，我們量化書格，發一個晝格至 空間位置。例如，(θ,.，μ，心徵值便形成了索引表的 此特徵值棚下姆特徵值， 好(Θ，.，朽，态彡)=( 么1， i La」 IbJ c ，m d ί ΐϊ被分發到動作料表中黑。，ΐΓΐί、上ΐ 續畫格經上式計算後，口IΗ曰功y 鬥更進一步地呪，連 的晶格内，於是原本連钵°立目同，都會被群聚到相同 在-起的晶格内本以:=資，切_串接 尾的晝格魏也作娜:祕巾之起始與結 二木 作索弓田丨擷取資料都經過上述分發與群聚的處理後，動 所示，其中動作資料庫4〇包含了 動作片段的無有段的資料格®401以及沒有 ' 虽;、、;、，所提供的動晝資料越完整，無 f越少’所能產生的動晝之限制就越少。而上述 式架構之MPEG：f之此=$索^料^触配，其可採用具階層 註其動作特徵值和注音等。I ϋ、之雜姿勢與動態動作標 庫中便有了言全釋資吾思標註完成之後’動作資料 古全釋杳祖尨％枓的於疋使用者輸入之自然語言轉換成 :fPin = 勢所對應之乍 尾晝格的資娜可由錄取彳Γ始晝格與結 由動:合成時’請參閱「第4圖」，姿勢索引即是要 - 戈出起始晝格Α與結尾晝格Β分別座落之晶格位 Ϊ 1 Λ接下來之路徑搜尋。令起始晝格為而結尾晝格為 晶座i之晶格位置“路徑搜尋是用來找ί =/1出^ —路邁向Q合斜，可能會經過的晶格串接 (如圖中所述為三條)。而最終判斷為何路徑主要是依 t t其利用門檀值(threshold)a來規範限制沿一 二μ去A° *之範圍’其可根據晶格内之動作片段數目多盥寡， ，一直反覆搜尋於路㈣可二 '直到，，异疋完成路徑搜尋。當各個_姿勢指定完成 =占系、驗會立職财引表齡㈣應之動作擷取資料，至 ί 了ίίϋ輕狀連接路細制貪婪(抑_)演算 ίΪΐ ^ 要考慮根節點之朝向和移動 万向的調校(alignment)外，還需要解決腳滑步（feet sUdi 11 1235962 阳—Γΐ所述者，僅為本發明其中的較佳實施綱已，並非用來 的ΐ施範圍；即凡依本發日种請專利範_作的的笑 雙化與修飾，皆為本發明專利範目所涵蓋 均等 【圖式簡單說明】 ^1圖為本發明之步驟流程示意圖 ^ 明自然語言正規化之步驟流程圖2ίίί明建立動作資料庫之步驟流程圖 弟4圖為本發明搜尋動作片段合成之示意圖。 及

【主要元件符號說明】 40 40 1 40 2 A B 動作資料庫 資料格點 無資料格點 起始晝格 結尾晝格 12

Claims (1)

1. 、申請專利範圍： 1·=藉2字腳本製作三維動晝的方法，係步％ : 輸入一自然語言之文字腳本； 正規化該文字腳本； 匕對出相對應於该文字腳本之動作片段； 擷取相對應之該動作片段；及 合成該動作片段為一三維動畫。 範圍第1項所述之藉由文字腳本製作三維動晝的方 Lit規化文字腳本的步驟，係包含有下列步驟：― 將名文子腳本劃分為複數個斷詞文字； 辨別該斷詞文字之詞性； ’ 根據该詞性而選定一標題詞；以及 轉換該標題詞為一正規化語言。 3·ϊ申圍第2項所述之藉由文字腳本製作三維動晝的方 4 為該斷詞文字之同義字中最常用的-個。 、去，巳f弟2項所述之藉由文字腳本製作三維動晝的方 的格^ 言係為狐（Extensible Ma_ Language) 5. 項所述之藉由文字腳本製作三維動畫的方 ΐ收庫之建立係包含有下列步驟： 粹取該|格紀錄之座標； 6. Χ及姆紅動作片段。 ^申片段細複數:畫‘三維動畫的方 法，^中該項所由文字腳本製作三維動畫的方 乍月奴之表不法係利用MPEG7的DLL格式。 13 :―—·….-...........—_______________ J23SM2v ; : ：：：； ? 8·知申請專利範圍筮 法，其中該動作述之藉由文字卿本製作三維動畫的大 9.如申請專利朗第5項%=字^^_畫資料，'方 法’其中該特徵值係為該· 製作三維動晝的方 ίο.如申請專利範圍第i項戶^述之座標資料。 j ’其中該比對該文字腳本與一動作資料庫的;驟;工 婪（Weighted Greedy)演算法來加以比對。 ’、曰由加％負

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