[发明专利]人体动作捕捉与骨骼数据映射系统及其方法

权利要求书

1.一种人体动作捕捉与骨骼数据映射系统，其特征在于，包括：

动作捕捉装置，其用于实时捕捉现实人体的动作轨迹以生成动作数据流；以及

数据处理装置，其包括：

模型数据库，其用于储存虚拟人体的虚拟三维模型，所述虚拟三维模型中绑定有所述虚拟人体的骨骼数据；以及

动作映射模块，其用于将所述动作数据流实时转换为动作驱动数据流，并将所述动作驱动数据流映射至所述虚拟三维模型的所述骨骼数据上，从而实时驱动所述虚拟三维模型执行动作，以实时生成三维模型动画。

2.根据权利要求1所述的人体动作捕捉与骨骼数据映射系统，其特征在于，所述动作数据流由连续多帧的动作数据所组成，所述动作映射模块还包括：

分解单元，其用于分解所述动作数据流中的各帧所述动作数据，以及分解各帧所述动作数据中的骨骼运动数据；

转换单元，其依据所述虚拟三维模型的数据格式转换所述动作数据中的所述骨骼运动数据，以生成多帧连续的所述动作驱动数据，并整合所述动作驱动数据以形成所述动作驱动数据流；以及

映射单元，其用于将所述动作驱动数据流中的各所述动作驱动数据逐帧地映射至所述虚拟三维模型的所述骨骼数据上，以驱动所述虚拟三维模型执行连续性的动作。

3.根据权利要求2所述的人体动作捕捉与骨骼数据映射系统，其特征在于，所述数据处理装置还包括：

动作修正模块，其通过预设算法以针对所述三维模型动画中出现的所述虚拟三维模型的突变动作及抖动动作进行修正，以及通过将预先设计的细节动作驱动数据映射至所述虚拟三维模型的所述骨骼数据上，以针对所述虚拟三维模型的细节动作进行修正。

4.根据权利要求3所述的人体动作捕捉与骨骼数据映射系统，其特征在于，所述动作修正模块还包括：

突变动作修正单元，其通过预设算法以针对所述突变动作所对应的所述动作驱动数据的前一帧与后一帧的动作驱动数据进行平均数计算处理，并利用计算结果填充所述突变动作所对应的所述动作驱动数据，以修正所述突变作动；

抖动动作修正单元，其用于将所述抖动动作所对应的所述动作驱动数据通过滤波处理以生成平滑的动作驱动数据，以修正所述抖动动作；以及

细节动作修正单元，其用于依据使用场景而针对所述虚拟三维模型中的细节骨骼预先设计细节动作而生成所述细节动作驱动数据，以将所述细节动作驱动数据映射至所述虚拟三维模型的细节骨骼对应的所述骨骼数据上，以驱动所述细节骨骼执行所述细节动作。

5.根据权利要求4所述的人体动作捕捉与骨骼数据映射系统，其特征在于，所述细节动作是指手部动作、脚部动作以及关节动作。

6.根据权利要求5所述的人体动作捕捉与骨骼数据映射系统，其特征在于，所述细节动作驱动数据可直接加载于所述转换单元所生成的所述动作驱动数据中。

7.根据权利要求2所述的人体动作捕捉与骨骼数据映射系统，其特征在于，所述虚拟三维模型由多个局部模型所构成，各所述局部模型中绑定有与之对应的所述骨骼数据，各所述局部模型分别对应于所述虚拟人体的不同虚拟人体部位，所述映射单元还包括将所述动作数据中的所述骨骼运动数据分别映射至各所述局部模型所对应的所述骨骼数据上，以驱动各所述局部模型执行相应的作动。

8.根据权利要求7所述的人体动作捕捉与骨骼数据映射系统，其特征在于，所述虚拟人体的各所述虚拟人体部位分别与所述现实人体的各现实人体部位相对应，所述动作映射模块还包括骨骼比例调整单元，其用于获取所述现实人体部位的实际尺寸以及获取与所述现实人体部位对应的所述虚拟人体部位的局部模型的虚拟尺寸，而计算所述实际尺寸与所述虚拟尺寸的比例，以供所述映射单元依据所述比例将所述现实人体部位映射至所述虚拟人体部位所对应的所述局部模型上。