【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及游戲?qū)ぢ泛陀螒騽赢嬵I域，具體涉及一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路方法及系統(tǒng)。
技術介紹
1、近年來，隨著游戲行業(yè)的快速發(fā)展，游戲行業(yè)市場規(guī)模不斷擴展，游戲用戶也指數(shù)級增長，成了許多人工作學習之余的消遣活動，不僅創(chuàng)造了很多就業(yè)崗位，還帶來了許多巨大的經(jīng)濟價值。而隨著游戲開發(fā)技術的提高以及游戲硬件設備的發(fā)展，游戲玩家們對于游戲的品質(zhì)要求越來越高，其中，游戲動畫品質(zhì)是很重要的一塊，例如rockstar?san?diego工作室制作的《荒野大鏢客2》，日本游戲開發(fā)商from?software制作的《只狼：影逝二度》、《艾爾登法環(huán)》等游戲都以其流暢高效的動畫表現(xiàn)和出眾的游戲玩法出名，吸引了大批的游戲玩家，如何使得動畫有更流暢更高質(zhì)量的表現(xiàn)，成為游戲開發(fā)中的重要板塊，大型游戲公司都有專門的動畫團隊去專門設計制作游戲動作，在此基礎上衍生出了許多動畫制作技術，去解決動畫生產(chǎn)制作中的問題。而其中一個很大的問題就是滑步問題，滑步經(jīng)常出現(xiàn)在真實人體動畫里，特別是在行走動畫里，人們對于滑步現(xiàn)象特別敏感，只要出現(xiàn)一點點的滑步現(xiàn)象，整個動畫就完全失去了原有的逼真性，所以要有一個高效的動畫表現(xiàn)，必須避免滑步現(xiàn)象的出現(xiàn)。此外，許多游戲中，都涉及自動尋路的過程，及給定起點和終點，讓角色自動移動，躲避障礙物達到指定位置，在這一過程中，角色會自動播放角色動畫，這一過程一般只是簡單循環(huán)播放一段跑步動畫，而尋路是經(jīng)常性的操作，單一動畫的循環(huán)播放就使得尋路過程顯得枯燥無聊，缺乏趣味性，一般的處理方式，都是通過玩法調(diào)整減少玩家的尋路距離，或者直接設置傳送點，這些
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術的不足，本專利技術提出一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路方法及系統(tǒng)，該方法包括步驟：構(gòu)建虛擬環(huán)境包含速度坡度參數(shù)的體素化地圖、采用改進的a*算法搜索地圖上規(guī)劃全局路徑、采用距離姿態(tài)匹配算法處理滑步問題。本專利技術是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：
2、本專利技術第一個方面：一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路方法，該方法包括以下步驟：
3、s1：基于recast算法庫中的網(wǎng)格生成算法，去體素化地圖；
4、s2：對每個體素進行檢測，對于大于一定坡度的體素，即無法到達的體素，直接跳過；對其余能夠到達的體素記錄坐標；根據(jù)體素塊的坡度不同，計算速度信息，處理完后加入到最終處理完后的地圖中，用于后續(xù)的查詢；
5、s3：對a*尋路算法搜索結(jié)果單一的問題進行優(yōu)化，使得同一個起點和終點每次會生成不同的路徑；
6、s4：由于角色停步時的前后姿勢不匹配，則需采用雅可比方法去逼近停步動畫開始播放時的第一幀姿勢，對于非線性變換，雅可比矩陣求解出一個點移動后所在的位置，假設關節(jié)旋轉(zhuǎn)微小角度t，則位置變化量x的表達式如下：
7、x＝j*t；
8、其中j是雅可比矩陣；對j進行求逆，得到其t＝j-1*x；因此，當0<x<0.1時，求得對應關節(jié)旋轉(zhuǎn)的角度；然后對每個骨骼乘以該角度，得到每個骨骼所在的位置；
9、s5：通過預處理停步動畫，對處理滑步進行處理，進而生成一條距離曲線，該曲線包含的數(shù)據(jù)含義是指每一幀動畫到最后一幀動畫所經(jīng)過的距離，在角色停止運動輸入后，程序根據(jù)當時的速度、加速度、摩擦力以及其他運動參數(shù)計算出角色運動到的終點，得出當前距離終點的距離后，在曲線中查詢從停步動畫的哪一幀去播放，從而保證在運動到終點時動畫正好結(jié)束播放。
10、進一步地，所述步驟s3具體包括以下子步驟：
11、(3.1)設計尋路算法代價函數(shù)，即在啟發(fā)式算法中，增加拐點的獎勵，將速度變化作為拐點，拐點越多，獎勵越多，搜索該點的優(yōu)先級就越高，且目標路徑中增加了地形變化的次數(shù)，使地形更加復雜，匹配需要播放不同動畫的需求；
12、(3.2)對鄰居節(jié)點的選擇進行優(yōu)化，增加同等優(yōu)先級鄰居節(jié)點選擇的隨機性，增加鄰居節(jié)點所搜范圍，不局限于上下左右的鄰居，增加對左上、左下、右上、右下鄰居點的檢索，也增加了路徑的隨機性；
13、(3.3)最后引入對跳點的處理，進一步增加隨機性，并加快計算以及優(yōu)化性能。
14、進一步地，所述尋路算法代價函數(shù)計算公式如下：
15、f(x)＝g(x)+h(x)；
16、其中，x表示當前搜索的導航網(wǎng)格或?qū)ぢ锋溄樱琭(x)是代價函數(shù)計算的權(quán)值，g(x)表示從尋路起點到x的已搜索路徑的距離，h(x)是x的啟發(fā)函數(shù)。
17、進一步地，所述步驟s3中的啟發(fā)函數(shù)h(x)的計算公式為：
18、
19、其中，vk表示在該點角色的速度，nk表示為該點的鄰居節(jié)點，maxn(nk)函數(shù)的作用是返回一個隊列，該隊列包含所有鄰居節(jié)點的坡度變化最大的一些節(jié)點，rnd(x)函數(shù)表示從這個隊列中隨機取出一個節(jié)點。
20、進一步地，s4中雅可比方法計算公式如下：
21、t＝j-1*x；
22、其中，j-1表示雅可比矩陣的逆矩陣，x是像目標位置運動的偏移量，t是該骨骼需要旋轉(zhuǎn)的最終角度。
23、本專利技術第二個方面：提供了一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括以下模塊：
24、體素化地圖模塊：基于recast算法庫中的網(wǎng)格生成算法，去體素化地圖；對每個體素進行檢測，對于大于一定坡度的體素，即無法到達的體素，直接跳過；對其余能夠到達的體素記錄坐標；根據(jù)體素塊的坡度不同，計算速度信息，處理完后加入到最終處理完后的地圖中，用于后續(xù)的查詢；
25、尋路模塊：對a*尋路算法搜索結(jié)果單一的問題進行優(yōu)化，使得同一個起點和終點每次會生成不同的路徑；動畫模塊：根據(jù)尋路模塊得出的路徑，進行移動，在移動過程中，根據(jù)體素化地圖模塊生成的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)不同的速度，去播放不同的尋路動畫。
26、姿勢匹配模塊：由于角色停步時的前后姿勢不匹配，則需采用雅可比方法去逼近停步動畫開始播放時的第一幀姿勢，對于非線性變換，雅可比矩陣求解出一個點移動后所在的位置，假設關節(jié)旋轉(zhuǎn)微小角度t，則位置變化量x的表達式如下：
27、x＝j*t；
28、其中j是雅可比矩陣；對j進行求逆，得到其t＝j-1*x；因此，當0<x<0.1時，求得對應關節(jié)旋轉(zhuǎn)的角度；然后對每個骨骼乘以該角度，得到每個骨骼所在的位置；
29、滑步處理模塊：通過預處理停步動畫，對處理滑步進行處理，進而生成一條距離曲線，該曲線包含的數(shù)據(jù)含義是指每一幀動畫到最后一幀動畫所經(jīng)過的距離，在角色停止運動輸入后，程序根據(jù)當時的速度、加速度、摩擦力以及其他運動參數(shù)計算出角色運動到的終點，得出當前距離終點的距離后，在曲線中查詢從停步動畫的哪一幀去播放，從而保證在運動到終點時動畫正好結(jié)束播放。
30、本專利技術第三個方面：一種電子設備，包括：
31、一個或多個處理器；
32、存儲器，用于存儲一個或多個程序；
33、當所述一個或多個本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括以下子步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路方法，其特征在于，所述尋路算法代價函數(shù)計算公式如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路方法，其特征在于，所述步驟S3中的啟發(fā)函數(shù)H(x)的計算公式為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路方法，其特征在于，所述步驟S4中雅可比方法計算公式如下：
6.一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括以下模塊：
7.一種電子設備，其特征在于，包括：
8.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機指令，其特征在于，該指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-5中任一項所述一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路方法的步驟。
【技術特征摘要】
1.一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路方法，其特征在于，所述步驟s3具體包括以下子步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路方法，其特征在于，所述尋路算法代價函數(shù)計算公式如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于姿態(tài)距離匹配的動畫尋路方法，其特征在于，所述步驟s3中的啟發(fā)函數(shù)h(x)的計算公...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：鄭譽，梁秀波，周磊晶，
申請(專利權(quán))人：浙江大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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