基於編輯主要關節動線之動作合成法基於編輯主要關節動線之動作合成法在電腦動畫的研究領域中,動作合成(MotionSynthesis)一直是3D電腦動畫中非常重要的研究課題。在本論文中,我們提出了一個藉編輯人體主要關節在空間中運動軌跡來合成三維人體動作的方法以及相關應用之介面設計。盧奕丞、劉庠宏、黃科森、楊熙年國立清華大學OutlineIntroductionRelatedWorkSystemOverviewDemonstrationConclusionIntroductionCharacteranimationshavebeenwidelyusedinmoviesandgames.Itisstillachallengingtaskforartiststogeneratehighqualitymotions.Mocapsystemisdifficulttoreuse.Increasingdemandforuser-friendlytoolsforthree-dimensionalanimations.Hand-drawnAnimationsIntroductionProvidinganinterfaceforartiststocreate3Dhumanmotion.UsingInverseKinematicstocomputejointangles.UsingB-SplineCurvestorepresentjointtrajectories.ExploitingOptimizationmethodtofinetunethesynthesizedmotioncurves.Introduction3Dtrajectoriesarehardtosketchorcreate.Incontrast,2Dtrajectoriescanbeeasilycreatedwithamouseortouchpad.TrajectoriesofKey-Joints:root,head,leftwrist,rightwrist,leftankle,rightankleIntroductionB-splineinterpolationisusedtosynthesissmoothtrajectories.Oncethepositionsofendjointsaredetermined,InverseKinematicscanbeappliedtocalculateotherjoints.Optimizingmotionquality.RelatedWorkHumanMotionCreation

－Keyframe&Interpolation－Procedure

－MotionCapture RelatedWorkHumanMotionControl

－Dynamics:“PhysicallyBasedMotionTransformation”by

PopovicandWitkin’s(1999).

－Kinematics “Three-DimensionalHumanRunning”byHodgins,J.K.,(1996).TemplateSkeleton15jointsIKchain1:root->throat->headIKchain2&3: shoulder->elbow->handIKchain4&5:hip-joint->knee->footComponentsUserInput:

－skeletonfile(﹡.asf)

－motionfileforinitialpose(﹡.asm)

－timelengthofmotion.

－samplepointsofjointstrajectories.ComponentsB-SplineManager

－B-splinecurvesfittingtosamplepoints.

－returnspositionsofendjoints.

－editstrajectoriesofjoints.InverseKinematicsComputer

－convertsasffiletodhfile.

－useinversekinematicstocompute

rotationanglesofnon-endjoints.ComponentsMotionOptimizer

－optimizesthemotionfromI.K.SystemOutput

－amotionplayerformotionviewing.

－savesthecomputedmotion.ManipulationandProcessingLoadsa3Dtemplateskeleton.Specifiestimelength.Draws2Dtrajectoriesofkeyjoints.Editstrajectories.Previewsthemotion.Savesthemotion.RefinementbyOptimizationTheproblemswithcomputedmotioncurves.Constraintsonjointangles.Constraintsonend-effectors’position.Constraintsonlimblength.Refiningthecurvesbyoptimization.RefinementbyOptimizationNotation:Vectortobeoptimized:RefinementbyOptimizationFrameCoherence:JointAnglesConstraint:RefinementbyOptimizationLimbLengthConstraint:End-Effectors'Constraint:

RefinementbyOptimizationZ-coordinateCoherence:when

RefinementbyOptimizationSolvethefollowingobjectives:

End-Effectorsweightsaregreaterthanotherjoints’weights.ImplementationC#&WindowsFormMicrosoftVisualStudio2005ManagedDirectX9.0c(Render)RRGKinematix(InverseKinematics)WildMagic4(B-Spline)EngMATLib(connectionbetweenc#&MATLAB)MATLAB2007a(Optimization)ResultsDemonstrationConclusionThemethodforcreatingthree-dimensionalhumanmotionispresentedbasedonsketchingtwo-dimensionaltrajectoriesofKey-joints.Userscanspecifytheirexpectedmotionbysketching2Dtrajectoriesofprojectedjoints.ConclusionAuser-friendlyinterfaceisdevisedforconvenience.Optimizationtechniqueisusedtoguaranteethequalityofsynthesizedmotioncurves.現今醫學分為傳統醫學、基于“生物-醫學模式”近代發展起來的西醫，20世紀西醫又發展到“社會-心理-生物醫學”或綜合醫學模式，后基因組時代系統生物學的興起，形成了系統醫學在全球的迅速發展，成為繼傳統醫學、西醫學之后中、西醫學匯通的未來醫學。當代中國醫學類專業比較優秀的學校有北京大學、華中科技大學、鄭州大學等學校。中醫即中國傳統醫藥學，是形成于數千年前的中國，是建立在人們與疾病長期斗爭的經驗總結及陰陽五行、八綱臟腑辨證基礎上，運用樸素辯證法及思辨推理方法，認識機體、自然、疾病三者關系，發展起來的一門以“功能人”包括功能臟器為概念的獨特的醫學哲學理論體系。在治療上，除了藥物外，還有針灸、推拿氣功、耳針等特殊療法，它是世界傳統醫學中最完善的一種醫學理論體系。它為人類尤其為中國人民健康和民族繁衍做出了巨大貢獻。西醫學是最近三四百年來建立在解剖學、生物學及現代科學技術基礎上、發展起來的一門以“解剖人、肉體人”為概念的、新興的現代醫學科學理論體系。主要采用科學實驗方法，從宏觀到微觀，直至目前的分子基因層次水平，發展極為迅速，超過其它任何一門醫學科學，成為世界醫學史上的主流。可見中西醫學，一個是以“功能人”為概念的獨特的哲學醫學理論體系，一個是以“解剖人、肉體人”為概念的新興的現代醫學科學理論體系，二者都不是以完整人為研究對象的科學，從理論講二者都不是科學的，勢必影響各自發展。事實也證明這一切，中醫長期停滯不前、療效也不確實。西醫盡管發展到目前的基因分子層次，但疾病發病率居高不下，對絕大部分疾病發病原因認識不清、發病機理弄不明白，治療受到制約，在小小SARS、禽流感面前竟束手無策，在糖尿病、癌癥、心腦血管疾病、尿毒癥等相當多疾病面前更是不得不求助或借助中醫治療。一個是療效不確實，一個是有些甚至相當多疾病無法治療，這就是中西醫學結合的緣由。然而，由于二者是兩套理論、兩股道上跑的車，風馬牛不相及，從理論上講就沒有結合的可能，只是形式上的融合罷了。故出現西醫對治療不了的疾病只好求助中醫，而中醫則往往采用西醫診斷中醫治療，以及中西治療法一塊用的局面。至于循證醫學、比較醫學、后現代醫學、行為醫學等所謂“醫學”，都稱不上一門獨立的醫學科學，關于這一點在靈魂醫學有關章節中將有相關點評。總之，目前以中西醫學為主的世界各種醫學科學都存在不完整性的瑕疵，即都是以不完整的人為研究對象的醫學科學，故不能解決目前存在于中西醫學甚至人文社會科學史上一切疑難模糊問題，成為阻礙醫學科學前進的羈絆。的確，要解決目前存在于中西醫學甚至人文社會科學上一切疑難模糊問題，顯然已完全超出了中西醫學所涉及的范疇，我們必須跳出中西醫學的理論框架，建