群组动画中的队形约束与控制方法
解析群舞中最重要的舞蹈队形
解析群舞中最重要的舞蹈队形解析群舞中最重要的舞蹈队形【群舞舞蹈队形】编群舞，个人的动作、姿态、熟练，皆如文章的词藻，使用得好能够增分，使用得差则减分，不过无关乎大局，仅仅细微末节之事。
大局者，似文章的段落，段落条理分明，层次有序，词藻虽不华美，仍有平易朴实的好处，未必全盘皆输。
所以舞蹈的舞蹈队形之编排，比细节动机的引发，更为重要，先定舞蹈队形，再想舞之推演，为编群舞应该的步骤。
况且，舞蹈队形，能够纯粹在形式上考虑，不必问有什么意义，如文章起始，自然能够先拟个起承转合顺序，不必先想好内容是些什么，所以更能够优先想好。
当然，在编舞过程中，因为对舞蹈动作的安排，而修正先定的舞蹈队形，更改舞蹈队形的排列，未尝不可。
仅仅这是编舞的权变，而不是常态的步骤。
舞蹈队形的型态，大致有两种，一种是适合在跳舞时，每一个人都跳得差不多的舞；因为每个舞者分别跳自己的，与其它舞者少有交集，我们不访称为「独立式」。
另一种舞者间彼此相关系，要经常配合，共同组合队形，我们可称为「组合式」。
这两种之中，又有各种变形，兹将常见的分述如下：一、独立式：这种群舞队形，几乎从头到尾不变，常见的有以下三种：A、一字排列形：每个舞者面对观众一字排开，各跳各的，没有主从之分，这种队形，优点在人多壮声势，不过显然有些单调，是独立式的基本型。
人人人人人B、雁行式：中间的突出来，其它的依次退后些，如雁飞时的队形，舞蹈的动作也许仍相似，但是观众主观上认为中间突出的是主，其它是次，于是有了主次之分，仅仅这种主次之分，能够在舞蹈中轮换舞者，来消除其阶序；也能够变换成其它独立式舞队，使主次之分不明显。
人人人人人C.、散点式：是一种平均分布的队形，不过其精神是在舞者每个人都同样重要，不分主次，所以前排不能够挡住后排，前排人数也多，所以也没有前排较重要的感觉。
（很多街舞采这种方式）人人人人人人人人人人人D.、圆圈式：这是围着圈圈跳舞的方式，于现在多是镜框式舞台的情形下，已经很少见，不过民族舞蹈中，强调参与，而非给人欣赏的舞蹈，这却是非常多。
3dmax教程：动画约束
动画约束一、概念动画约束功能能够帮助实现动画过程的自动化，可以将一个对象的变换运动通过建立绑定关系约束到其他对象上，是被约束的对象按照约束方式或范围进行运动。
二、常用到约束的场景。
1.在一段时间内将A链接到B。
2.将一个对象的位置或旋转链接到另一个或几个对象上。
3.在两个或多个对象间保持某个对象的位置。
4.将对象约束到一条或多条路径上。
5.将对象约束到表面。
6.使某对象点朝向另一个对象的轴心点。
7.控制角色眼睛的“注视”方向。
8.保持某对象和另外对象的相对方向。
一.动画约束1.附着约束：将A的位置结合到B的表面，并随着B的运动而运动。
2.曲面约束：设置A沿着B的表面进行运动。
B物体为参数化曲面对象（球体、椎体、圆柱、圆环、四边形面片、放样对象、NURBS对象）。
注：将B对象转化为网格对象，曲面约束将失效。
【练习】设置茶壶A沿着圆柱体B旋转上升的动画。
提示：a、将A曲面约束到B。
b、第0帧：运动面板：U向位置0，V向位置0.c、第100帧：U位置300，V向位置为圆柱体的顶部。
3.路径约束：使对象沿着一条或者多条样条线之间进行平均距离运动。
权重：在多条路径的状态下，权重表示对该路径对对象的影响。
跟随、轴：用来调节对象飞行的方向。
【练习】创建飞机沿着路径飞行的动画【练习】将植物的位置约束在花盘上。
5.链接约束：将一个对象链接到另外的对象上制作动画，对象会继承目标对象的位移、旋转和缩放属性。
【练习】制作机械手打开茶壶盖的效果。
提示：a、选择茶壶盖，在“运动面板”中，将变换控制器指定为“链接约束”b、选择“设置节点关键点”。
第0帧，链接到世界，第45帧，链接到骨骼3，第90帧链接到世界c、90帧以后，为茶壶盖制作下落翻转动画。
6.注视约束：约束一个对象的方向，使该对象总是注视着目标对象。
注视约束能够锁定对象的旋转角度，使它其中一个轴心点始终指向目标对象。
a)可用于角色动画制作中眼球的转动动画b)将摄影机注视约束到运动对象上，实现追踪拍摄的动画效果c)将聚光灯的目标点注视约束到运动对象上，可以制作舞台追光灯的照明效果。
基于布谷鸟算法的群体动画角色行为自动控制方法
制作中自碰撞的问题。
Copyright©博看网 . All Rights Reserved.
第 23 期
朱
169
兰：基于布谷鸟算法的群体动画角色行为自动控制方法
Keywords：group animation；behavior control；cuckoo algorithm；collision detection；chaotic mapping；Maya animation
software
0
引
因此，如何让群体中的个体行为看上去是随机的，
言
但又呈现出一定的运动规律，成为群体动画计算机设计
自然界中动物群体的集体运动是一种非常有趣的
研究的热点和难点 [5]。为了解决这个问题，需要控制群
现象。动物群体中的每一个成员都是一个独立的个体，
体的整体运动方向，同时要求每一个个体的运动也具有
然而所有的个体又能够组成一个整体。在动画制作过
独立性，这样才能让最终呈现的群体动画看起来更加真
程中，经常要对大规模的群体运动行为进行描绘，以便
实，同时动画师的工作也会大大减少，工作效率得到较
[1⁃4]
。当个体数量较少时，动
大提高。随着群体智能算法的发展，其在该领域的应用
画制作师尚且能够应对，但是当个体数量较多时，传统
逐渐成为主流研究方向。文献[6]将人工蜂群算法应用
的手绘动画会消耗动画师大量的时间和精力。此外，由
于群体行为模拟路径规划中。文献[7]将微粒群优化算
中图分类号：TN911.1⁃34；TP393
文章编号：1004⁃373X（2019）23⁃0168⁃04
文献标识码：A
Method of group animation character behavior automatic control
制作滚动与群组动画打造视觉冲击力
01
案例名称：粒子特效
02
描述：通过模拟大量微小粒子运动，创建出丰富多彩的视觉效果，如 雪花、气泡等。
03
实现方式：使用CSS或JavaScript实现粒子运动轨迹的计算和控制， 为每个粒子赋予不同的属性，如大小、颜色、速度等。
04
适用场景：适用于需要增强画面视觉效果的场景，如启动页、过渡动 画等。
ERA
动画原理
01
动画原理基于视觉暂留现象，即 当一系列连续的画面以一定的速 度播放时，观众会看到平滑的运 动效果。
02
关键帧是动画中最重要的部分， 它们定义了动画的起始和结束状 态，中间的过渡由计算机生成。
动画类型
01
02
03逐Βιβλιοθήκη 动画每一帧都是关键帧，需要 逐一绘制。
关键帧动画
只定义起始和结束关键帧 ，中间过渡由计算机生成 。
视觉冲击力提升案例
案例名称
3D旋转效果
描述
通过将元素进行3D旋转，创造出立体感和 空间感，提升视觉冲击力。
实现方式
适用场景
使用CSS3的3D转换属性或WebGL等技术 实现元素的3D旋转效果。
适用于需要突出重点信息或增强视觉冲击 力的元素，如产品展示、Logo展示等。
THANKS
感谢观看
色彩层次
通过色彩的深浅、明暗、饱和度等变化，营造出 丰富的视觉层次感。
动态效果控制
速度调整
根据动画情节和节奏，合理控制动画元素的运动速度，使动画更 加流畅自然。
缓动与急动
在动画元素的关键帧之间，使用缓动或急动效果，增强动画的动感 和冲击力。
运动轨迹
规划动画元素的运动轨迹，使其符合物理规律或艺术审美，提高动 画的逼真感和观感。
队列队形动作要领及图解说明
队列队形动作要领及图解说明队列队形动作要领及图解说明队列队形动作要领一、立正口令:“立正”要领：足跟并拢，足尖外分约60度，挺胸收腹，头正颈拔，肩平目正，五指并拢，中指贴裤缝。
教法：先讲解、示范，后进行一对一练习并纠正。
二、稍息口令“稍息”要领：站立左脚顺脚尖方向伸出约三分之二脚长的距离，重心应大部落于右脚；上作姿势同立正。
站时间较长，可自行换脚。
教法：与“立正”交替进行练习。
在体操课中，通常也采用一腿放松自然站立或左右开立，两手后背的姿势。
三、看齐口令“向右（左）看——齐”“向前——看”要领：口令下达后，基准（排头）学生不动，其余学生向右（左）转头，眼看右（左）邻学生腮部。
前四名能通视基准学生。
自第五名起，以能通视前三人为度。
后列人员先对正，后看齐。
纵队看齐应下达“向前——看齐”的口令，向中看齐时，基准学生举左手示意，其余学生按照向右（左）看齐的要领实施。
听到“向前——看”的口令后，迅速将头转正，恢复立正姿势。
教法：以班（队）为单位进行操作，开始可在地上画定标志线以助看齐；指挥员站到队伍右端通视全队，整齐后再回到指挥位置。
四、报数口令“报数”要领：横队从右到左（纵队从前到后）依次以短促洪亮的声音报数并转头（最后一名不转头）。
数列横队报数后，后列最后一名应报缺伍或缺ⅹ名。
五、原地转法口令“向右（左）——转”要领：以右（左）脚跟为轴,左（右）脚前掌同时用力，身体向右（左）转90°，脚跟并拢成立正。
转体时应直膝，上体正直，中指贴裤缝。
向后转，按向右转要领，转体180度。
教法：先讲解示范后，按口令“向X转——一、二进行分解练习，然后再完整练习。
六、齐步口令“齐步——走”要领：左脚先前迈，步幅约75厘米，重心前移后，右脚继之。
行进中，上作正直，微前倾；两手微握拳，臂做自然摆动。
前摆时，屈肘，前臂自然向里会，手与第五衣扣同高，指根正对衣扣线，距离25厘米。
行进速度每分钟约120步。
教法：练习以班（队）形式为主，可配合口令“一、二、一”或用进行曲伴奏。
动画控制器和动画约束_3ds Max 2014火星课堂_[共2页]
![动画控制器和动画约束_3ds Max 2014火星课堂_[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/f41ddb217c1cfad6185fa7c8.png)
3ds Max 2014火星课堂
图6.008
复制粘贴，并且能够同时影响具有父子关系的关键点。
例如，对一个角色人物的四肢动作进行节奏和重复的调节，还可以在摄影表里调整各自的出现时间，错开一致的步调，如图6.009所示。
图6.009
6.1.6 动画控制器和动画约束
控制器的概念及指定方法
动画控制器是针对对象的动画进行加工的操作控制，它存储并管理了所有动画关键点的值，当一个对象的参数指定了动画后，系统会自动指定一个动画控制器，控制该项目的动画情况。
一个动画控制器包含了以。
群机器人队形控制及协同搜索方法
群机器人队形控制及协同搜索方法汇报人：2024-01-11•引言•群机器人队形控制•群机器人协同搜索方法目录•群机器人队形控制与协同搜索的融合•实验与验证•结论与展望01引言0102研究背景与意义群机器人队形控制及协同搜索方法的研究对于提高机器人系统的整体性能和完成任务的能力具有重要意义。
随着机器人技术的不断发展，群机器人系统在许多领域具有广泛的应用前景，如灾难救援、农业植保、军事侦察等。
国外在群机器人队形控制及协同搜索方法方面已经取得了一定的研究成果，如美国、日本和欧洲等国家的相关研究机构和企业已经开展了大量的研究工作。
国内在该领域的研究起步较晚，但随着国家对机器人技术的高度重视和大力支持，国内的研究成果逐渐增多，并取得了一定的进展。
国内外研究现状02群机器人队形控制队形控制是使多个机器人按照一定的规则和队形进行运动，以达到共同完成特定任务的目标。
基本原理包括机器人之间的通信、协调、控制和同步等，以确保队形的一致性和稳定性。
队形控制需要解决机器人之间的相互感知、交互和协作等问题，以实现高效、可靠和灵活的队形变换。
队形控制基本原理基于局部通信和协调的算法，机器人之间无需全局信息，计算量较小，但可能存在收敛速度慢和队形不均匀的问题。
分布式算法由一个中心节点进行全局规划和控制，机器人按照中心节点的指令进行运动，具有快速收敛和精确控制的特点，但中心节点故障可能导致整个队形崩溃。
集中式算法将机器人的行为划分为基本的局部行为，通过局部行为之间的相互作用和协调实现全局的队形控制，具有较好的鲁棒性和适应性。
基于行为的方法常见队形算法介绍1 2 3机器人之间的通信可能受到环境、距离和干扰等因素的影响，导致信息传输延迟或丢失，影响队形的稳定性和一致性。
通信延迟和故障不同机器人的动力性能和运动限制可能存在差异，需要充分考虑并对其进行补偿和控制。
机器人动力学特性和运动限制不同任务对队形的要求不同，需要根据任务需求选择合适的队形和算法，以满足实际应用的需求。
Maya中人物角色群组控制特点及实现方法分析
Maya中人物角色群组控制特点及实现方法分析北京电影学院动画学院周进一、理论分析——群组动画控制特点群组动画作为电脑三维动画最为高端和复杂的动画形式之一，在动画方面具有特定的属性，主要体现在：●角色造型的统一性和差异性；●角色数量；●角色运动的统一性和随机性；●角色与角色之间，角色与场景之间协调；●角色动作与群组运动之间的协调；●群组形态的控制；●群组中角色动画智能交互等方面。
现针对人物群组动画分别进行讨论如下。
1角色造型群组动画中的角色一般来说具备统一性特征，比如人群、马群、鸟群、鱼群、机器人群等，都是造型相似的角色。
其中，大量的群组动的角色造型还可能完全相同，如图01所示。
图01 机器人群组中角色造型完全相同（电影《我，机器人》）在统一性的前提下，根据实际情况需要也不排除角色造型的差异性，可以实现同一群组中若干角色的差异，但这样的角色数量一般不会超过3－5种，造型相对也非常接近，如图02所示。
图02 几种不同的魔兵造型（电影《指环王》）2 角色数量对于多少数量以上的角色动画才能称之为群组动画，现在还没有一个确切的论断，也没有必要有一个特定明确的数目。
但这里还是能够得出一些明确的结论：首先，角色数量至少应该在2个以上，1个角色完全不能称为群组；其次，角色数量在5－10个以上，使用特定的方法制作群组动画才有其意义，角色数量越多，越能够体现群组动画的形态特征，如图03所示。
图03大量的机器人组成群组（电影《我，机器人》）3角色运动的统一性和随机性对于这里讨论的群组动画来说，角色的运动应该具有一定的统一性和随机性。
首先，群组中各个角色的运动应该是相对统一的，有的甚至是完全一致的，这是群组动画形态的本质特征之一，如图04所示。
图04 机器人角色的动作完全一致（电影《我，机器人》）在统一性的基础上，群组中的各个角色在一定程度上有具备相当的随机性。
首先角色位置的分布可能具有一定的随机性，其次角色的动作可能具有一定的随机性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关键词: 虚拟人; 虚拟群体; 群组动画; 队形约束; 群体运动 中图法分类号: T P391
Shape Constraining and Control in Crowd Animation
Li Jian1, 2) , M ao T ianlu1) , Jiang H ao1, 2) , and Wang Zhaoqi1)
第7期
李 健, 等: 群组动画中的队形约束与控制方法
115 9
和参数的设置难以恰到好处地表达导演的意图和创 意, 缺乏直观、灵活、有效的控制机制对群体动画进 行高层编辑.
本文提出一种基于队形约束的群体运动编辑与 控制方法, 只需通过简单交互操作输入关键时刻的 群组队形轮廓, 即可实现对群体运动的快速编辑与 灵活控制, 并合成流畅、逼真的群体动画, 提高动画 制作的效率.
2 系统框架
基于队形约束的群体运动编辑与控制方法, 可 以在动画师干预较少的情况下生成复杂、流畅的群 体动画, 其系统框架如图 1 所示.
1) 数据准备. 需要准备的数据包括两大部分: 一是点阵数据, 设计人员根据实际需求输入群组动 画的队形轮廓, 队形编辑系统中的阵列生成单元会 按照用户设定的参数要求自动地生成点阵数据( 点 阵中的每一个 点对应群体中某一个体 的站位) ; 二 是包括角色模板数据、材质数 据、动作 数 据在 内的 数据, 这些数据根据动画效果需要从外部数据库中 加载.
为实现对群体动画结果的约束或控制, Anderson 等[ 7] 在 Boid 模型基础上, 提出了带有约束的鸟群动 画, 包括点约束, 质心约束和形状约束. 首先动画师 指定鸟群的形状作为集群目标; 然后通过 2 个阶段 生成动画: 1) 寻找能满足约束条件的初始路线集; 2) 对新的满足约束的动画进行采样, 同时按照行为模 型来改进每个个体的路径. X u 等[ 8] 提出了形状约束 的群体动画, 通过采样、对应和应用局部控制规则 3 个步骤实现了蝴蝶、蜜蜂等群体在 2 个三维网格模 型之间的变形, 得到了良好的三维变形和群组动画 效果. 这 2 种基于 Bo id 模型的群体动画技术在变形 过程中群体成员大多排列杂乱, 中间队形没有章法,
Key words: virt ual hum an; virt ual cr ow d; cro w d animat io n; shape const raining; crow d mov em ent s
随着虚拟现实技术的发展以及计算机硬件运算
能力的提高, 群体动画技术被广泛地应用于影视作 品的特效制作当中. 从电影 木乃伊!中的甲壳虫, 到 指环王!中的魔兽奇兵, 再到影片 快乐大脚! 中的 企鹅王国, 由群体动画技术生成的宏大、生动的群组 场面, 给观众带来了强烈的视觉体验与冲击.
适合生成鸟群、昆虫等非人物的群组动画. 此外, 纪 庆革等[ 9] 还设计实现了一个团体操编排和演练原型 系统, 它能够实现人群有规则的变形模拟, 为团体操 创编人员改进队形与图案变化的设计提供了辅助工 具. 由于需要在模拟过程中对每个组的路径有比较具 体的规划, 其应用范围仅限于团体操编排.
针对群体动画技术在影视特效制作中遇到的实 际问题, 本文提出了一种基于队形约束的群体运动 编辑与控制方法, 只需要简单的交互操作, 输入群体 规模、群体运动过程中的队形轮廓, 就可得到较好的 群体变形效果, 实现对群体的编辑与控制. 首先通过 队形编辑采样 技术简单有效地获得所 需的点阵数 据; 其次使用点阵配对算法获得队形间良好的配对 结果, 为平滑流畅的变形奠定基础. 基于该方法, 本 文实现了一个群体动画生成系统, 在普通 PC 机上 成功地实现了规模为 1 500 人的虚拟人群的变形模 拟及其可视化, 得到了流畅、逼真的群体动画.
1 相关工作
关于群体动画的研究已经有很多年的历史. 早 在 1984 年的 SIGGRAP H 会议上, 就第一次演示了 群体动画 人工生命的雏形. 为了实现对群体的 有效模拟, 各种群体模型被各国研究人员先后提出.
Reynolds[ 1] 运用局部运动规则成功地对鸟群进 行了模拟, 提出的 Bo id 模型为群组动画的研究奠定 了基础, 同时在该模型中引入了聚集系统, 群的行为 由组内个体的行为构成, 并为这些行为制订了避免 碰撞、速度匹配和中心聚集 3 条规则; 1994 年, T u 等[ 2] 构建了一个人工鱼群生态系统模型, 提出了基 于自 然生 命模 型的 动画 生成 方法; 之 后, H elbing 等[ 3] 将社会力学引入到了群体模拟中, 提出了群体 模拟的社会力模型. 在社会力模型中, 个体在各种物 理作用力及心理作用力的共同驱动下运动, 可以较 好地模拟灾难情况下的人群逃生行为, 其在公共安 全领域具有很大的实用价值; Musse 等[ 4 5] 提出了群 体行为分层模型 ViCr ow d, 有效地模拟了人群 行为; 2006 年, T reuille 等[ 6] 提出了一种基于连续动 力学的实时仿真模型 连续群体模型, 该方法综 合考虑了周围环境、邻近个体等对群体运动的各种 影响, 从而对整个群体施加控制.
3) 文件输出. 根据应用需要输出群体运动的模 拟记录和渲染文件.
系统框架中, 队形的编辑、点阵数据生成与队形 间的点阵配 对是 群体运 动编 辑与控 制的 关键, 也 是本文工作的研究重点. 系统框架的其余部分以文 献[ 10] 的工作为基础完成.
11 60
计算机辅助设计与图形学学报
第 22 卷
2) 动画合成. 首先应用配对算法对队形的点阵 数据进行自动配对, 即为每个个体自动确定其在下 一个队形中的站位, 这是整个系统的核心; 其次通过 若干控制点生成群体路径, 辅以运动合成、碰撞处理, 生成群体动画脚本; 最后利用角色模板数据、材质数 据、动作数据, 结合基于 PSR( point based rendering ) 的虚拟人渲染开发包实现群体运动的渲染.
1) ( 中国科学院计算技术研究所虚拟现实技术实验室 北京 2) ( 中国科学院研究生院 北京 100049)
100190)
( lijian@ ict . ac. cn)
摘 要: 针对影视制作中对大规模虚拟 群体运动控制的需求, 提 出一种基 于队形约束 的群体 运动编 辑与控制 方法. 首先利用贪心算法构建从初始队形到目标队形中个体位置的配对关 系; 然 后对其进行 优化, 在保持个体 相对位置 的 同时尽可能减少路线交叉; 最后通过匹配 虚拟角色 的运动 来合成流 畅、逼真的 群组动 画. 采 用文中 方法用 户只需 输 入群体规模以及群体队形轮廓, 即可实现 对群体运动的编辑与控制. 实验结果表 明, 该 方法能够 对不同规模、不同 队 形间的群体运动实现有效控制, 从而提高 群组动画制作的效率.
第 22 卷第 7 期 2010 年 7 月
计算机辅助设计与图形学学报
Jo ur nal of Co mputer A ided Design & Computer G raphics
V ol. 22 N o. 7 July 2010
群组动画中的队形约束与控制方法
李 健1, 2 , 毛天露1) , 蒋 浩1, 2) , 王兆其1)
1) ( VR L aborat or y , I nst it ut e of Comp ut i ng Te chnolog y , Chi nese A cad emy of S ci ences , Bei j i ng 2) ( Grad uat e Univ er sit y of Chi nese Ac ade my of S ci ence s, Bei j i ng 100049)
图 2 队形编辑系统流程图
1) 使用鼠标手动输入简单的基本阵型轮廓, 包 括矩形、圆形、多边形、曲线等. 通过这些基本轮廓的 有效组合, 布置出所需的阵型, 如图 3 中灰色线条所 示. 根据输入的参数, 阵列生成单元自动生成所需的 点阵阵列, 如图 3 中黑色点阵所示. 阵列生成单元既 可以在队形内随机地生成采样点, 又可以根据位置
100190)
Abstract: T o meet the requirement o f cont rolling t he virt ual crow ds in f ilm product io n, a novel shape constrained crow d animat ion syst em is pr opo sed. Given t he source and t he targ et shapes of a crow d, the correspondence betw een their sample point s is co mput ed by using a greedy algo rithm. T hen, the cor respo ndence is o pt imized to minim ize the pat h cr ossing w hile maintaining t he relat iv e positio ns of the individuals. F inally, a v isual ly plausible cr ow d animat ion is obt ained by applying t he mo tion dat a on t he path. Wit h t his approach, t he go al of edit ing and co nt ro lling crow d mot ion can be achiev ed simply by giving t he crow d size and shape const raint s. Our ex perim ent s sho w that t he met hod is capable of cont rolling crow d m ot io n w it h diff erent sizes and shape const raint s.