1 / 15

Inverzní kinematika

Inverzní kinematika. …se zaměřením na herní aplikace Vypracoval: Vladimír Geršl. Program prezentace. Úvod Počítačová animace Pojmy z vysokoúrovňové animace Přímá kinematika Inverzní kinematika Modifikovaná Geršl-Semostánova metoda Ukázka videa a programu Shrnutí. /15. Úvod.

odessa
Download Presentation

Inverzní kinematika

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Inverzní kinematika …se zaměřením na herní aplikace Vypracoval: Vladimír Geršl

  2. Program prezentace • Úvod • Počítačová animace • Pojmy z vysokoúrovňové animace • Přímá kinematika • Inverzní kinematika • Modifikovaná Geršl-Semostánova metoda • Ukázka videa a programu • Shrnutí /15

  3. Úvod • Dnešní hry • K reálnému dojmu přispívají hodně i animace • Jednoduchý, věrně vypadající, rychlý nástroj /15

  4. Počítačová animace • Výhody oproti běžné animaci • Nízkoúrovňová animace (keyframing…) • Vysokoúrovňová animace (přímá a inverzní kinematika) /15

  5. Pojmy z vysokoúr. animace • Segmentová struktura • Koncový efektor: X • Stupně volnosti • Stavový prostor • Stavový vektor Θ = (α, β). /15

  6. Přímá kinematika • Poloha koncového efektoru, je dán funkcí f(Θ) • Vzorec: X = f(Θ) (tzn. zobrazení Θ na X) • Výhody: jednoduchá implementace • Nevýhody: neintuitivní pro animátora • Využití: MoCap /15

  7. Inverzní kinematika • Opak – známe X a snažíme se k němu nalézt stavový vektor Θ • Cílem řízený pohyb: Θ = f -1(X) • Problémy: • f -1() nemusí existovat • f() je nelineární a velmi komplexní… • Řešení: inverze Jakobiánu /15

  8. Jakobián • Obecně dimenze m x n, kde m je dimenze X a n je dimenze Θ • Jakobián závislý na stav. prostoru: (tzn. posunem o malou vzdálenost dX spočítáme malou změnu stav. vektoru dΘ) • Nalezení lokálního řešení při malém pohybu: dΘ = J -1(Θ)(dX) …linearizace • Problémy: m x n, složitý… /15

  9. Modifikovaná metoda • Kostra a její uložení • Obecný strom (listy – koncové efektory) • Každý kloub obsahuje: • ID • Délka kosti • Pozici • Odkazy /15

  10. Princip pohybu (1) • Průsečík 2 kružnic /15

  11. Princip pohybu (2) • Omezující podmínky: • Stromová struktura • Prostor: • 1) osa X je směr mezi středy kružnic kA a kC • 2) osa Z je normála roviny, ve které se bude pohyb provádět • 3) osa Y je vektorový součin osy X a Z, /15

  12. Ukázka programu /15

  13. Shrnutí • Implementováno v komerční hře • Rychlé • Solidně vypadající • Jednoduché na implementaci • Některé nedostatky.. /15

  14. Děkuji za pozornost /15

  15. Zdroje • [1] Slady et al. Animace. Wikipedie, otevřená encyklopedie. http://cs.wikipedia.org/wiki/Animace, November 2007. • [2] J. Žára et al. Moderní Počítačová Grafika. Computer Press, 2004. • [3] A. Watt, F. Policarpo. Advanced Game Development. A.K.Peters, 2005. • [4] A. Watt. 3D Computers Graphics. Pearson Education, 2000. • [5] R. Fernando, M. J. Kilgard. The Cg Tutorial: The Definitive Guide to Programmable Real-Time Graphics. Addison-Wesley Publishing, 2003. • [6] R. Hliněný. Stromy a les. http://www.fi.muni.cz/~hlineny/Vyuka/GT/Grafy-lect--4.pdf, 2007. • [7] P. Kotrč et al. Strom (graf). http://cs.wikipedia.org/wiki/Strom_%28graf%29, June 2007. /15

More Related