دانلود مقاله کنترل حرکت در انیمیشن و شبیه سازی

این مقاله درباره تکامل انیمیشن و شبیه سازی و تجسم و رابطه آنها است و 2 گرایش موجود است.

1)قانون های فیزیکی که مشهور هستند و در گسترش انیمیشن تأثیر دارد.
2)قانونهای فیزیکی که مشهور نیستند و تکنیک انیمیشن به درک آن کمک می کند.

ما مدلهای توصیف شده برای تولید یک امر بدون داشتن اطلاعاتی درباره آن و مدلهای ایجاد شده در اثر همکاری بین مدلهای توصیفی و مدلهای ایجادی را تشخیص دادیم وبه اندازه انسان و ماشین درباره آن بحث شده است و سرانجام پر توسعه انیمیشن به سمت کنترل اتوماتیک حرکت و جهت یابی حرکت و رفتار انیمیشن تأکید شده است.

1)انیمیشن ، شبیه سازی
ایجادی وجود دارند که علت تولید اثرات را شرح می دهند.
مدل سینه ماتیک را می توان مدل ثبت شده نیز نامید این برابر با فایلهای دیتا بدست آمده از محاسبات است.

مشکل با اتفاقات علمی مورد استفاده برای شبیه سازی است، این پدیده طبیعی و تصویر است.

طراح رفتار شیء دینامیک با پا علت روحی آن طراحی می کند.

او چگونگی این حرکت را تصور مرده و چگونه واکنش می دهد، برخورد می کند، فشرده می کند، هل می دهد، پیچانده کردن آن و ...

بنابراین یک سیستم انیمیشن مجبور است همه اینها را فراهم کند و با وسایل کنترل استفاده کننده را به ترجمه زبان انها قادر سازد.

روش کنترل حرکت کدامیک می باشد و به 2 فرم اصلی است.

از یک طرف مدل های شرح داده شده که برای تولید یک حرکت بدون داشتن اطلاعات درباره مسبب آن مورد استفاده قرار می گیرند و از طرف دیگر مدل های ایجادی وجود دارند که علت تولید اثرات را شرح می دهند.

برای مدل های توصیف شده تشخیص تکنیک سنتی key frame در انیماتور(تصویرگر خاص) سینه ماتیک با فراهم کردن ارزش key frame در بین قاب ها به وسیله کامپیوتر قابل دسترسی است.

مدل های سینه ماتیک بر اساس دستورالعمل های ضمنی است، برای نمونه سینه ماتیک معکوس که حرکت داخلی حلقه یک زنجیر از آخرین حلقه مسیر را حساب کرده است مدل های توصیفی یک کنترل را به انیماتور می دهند اما وقتی تعداد پارامترها برای کنترل خیلی زیاد باشد دچار کمبود شده(برای نمونه بدن انسان).

و رفتار دینامیک برای برنامه ریزی سخت و مشکل است( برای نمونه حرکت یک موجود دریا).

مدل های ایجاد شده از شبیه سازی کامپیوتری بوجود می آیند و دارای رفتار خاص هستند.

استفاده کردن از قانونهای فیزیکی برای تولید یک حرکت نیست و عقیده های جدیدی در این رابطه توسط چند داشنمند داده می شود.

برای یک هنرمند شبیه سازی، تولید پدیده فیزیکی مثل شبیه سازی علمی پدیده نیست، اما تولید واقعی و نتیجه انیمیشن بر طبق عدد و محاسبه نیست.

انیماتور یک هنرمند است نه یک دانشمند در انیمیشن قواعد فیزیکی و سنتی با هم همکاری می کنند.

بنابراین ایجاد کامپیوتر شبیه ساز و تکنیک یک سیستم انیمیشن مشکلات جدیدی در رابطه با ساختار سیستم و پذیرش آن و دستگاه های جانبی به همراه دارد.

2-2 مشترکات ماشین و انسان به منظور گسترش ارتباط بین دو کلاس کنترل حرکت (ایجادی و توصیفی) باید پارامترهای مدل را تجزیه و تحلیل کرد.

یعنی پارامترها را طوری انتخاب کرده که نزدیک به زبان انیماتور باشد و اثرات مورد نظر را ایجاد کند.

برای نمونه برای خلق یک منفی بعضی از تصاویر واسطه به انیماتور برای تعدیل کردن خاصیت منفی یا کشش کمک می کنند، یک راه انحنا دار و شکل خاص را در نتیجه ادامه دادن این روش بدست می آوریم.

برای مدل های مادی دو نکته وجود دارد.

چگونگی انتخاب ارزش این پارامترها وچگونگی پیش بینی اثرات ان.

مثالی از سیستم چند گانه انیمیشن به وسیله دینامیک: ذکر می کنیم برای کنترل انیمیشن، انیماتور مجبور به تطبیق دادن 2 نمونه پارامتر است، اثر نیروی رانش و چرخش و ارزش وسیله ارتباط انرژی(سفتی و سختی) و عامل دمپینگ یک فنر که نوع سیستم عکس العمل داخلی و خارجی را تعیین می کند.

اگر استفاده کننده ارزش پارامترها را بداند، به وسیله آزمایشات رفتار سینه ماتیک یک سیتستم را بدست می آورد.

انیماتور ارزش پارامترها را قدم به قدم و بعد از هر چارچوب(قاب) می داند و به این واسطه حرکت مورد علاقه خود را تنظیم می کند، برای بهتر استفاده کردن از دینامیک جلو استفاده از دستگاه کمکی در یک زمان واقعی برای شبیه سازی است مثلا در شبیه سازی یک پرواز یا رانندگی، این اثرات باعث توجه به همکاری میان مدل های توصیفی و ایجادی شده است.

3-2 همکاری مدل های توصیفی و ایجادی به وسیله مدل ایجادی به منظور کنترل و حرکت دو روش متفاوت وجود دارد.

مرجع انیمین بر اساس سیستم های فیزیکی و بر اساس یک دانش که بر پایه ارزش های پارامترها قرار دارد.

برای سیستم انیمیشن دینامیک چندگانه، نیروهای حرکتی و گشتاور حرکت نیاز به تولید مراجع حرکت به وسیله مدل توصیفی و آنالیز تصویر می باشد و می توان آنرا به وسیله دینامیک معکوس محاسبه کرد و بعد آنرا در دینامیک جلو محاسبه کرد.

انیماتور می تواند یک حرکت ساده را مدل کند و یا آنرا با تغییر پارامتر تعدیل کند.

بر خلاف شبیه سازی ضمنی، انیمیشن لازم به محاسبه پارامترهای واقعی ندارد مثل رباتیک، چگونگی شناخت و دید ما به یک شی بر اساس قانونهای فیزیکی کاربردی برای ما مهم است.

بنابراین شکل کنترل حرکت یک شی بر اساس رفتار ذاتی آن است.

این به وسیله تئوری کنترل اتوماتیک حل می شود.

برای سیستم چند گانه اصلی این راه حل مشکل است.

حالا این مسئله را با دنیا بررسی کرده 3-سطح کار و رفتار انیمیشن.

1-3 مدل کردن کار یک مدل شامل مدل توصیفی و مدل ایجادی است.

برای نمونه اگر ما بخواهیم حرکت بازو دست را در یک مسیر ببینیم.

این مدل به وسیله روش key frame توضیح داده شده و موقعیت و جهت بازو و زمان x=x(t) نیز بیان می شود.

اگر موقعیت و جهت دست باشد.

Xh-x(t) و سپس رفتار سیستم دینامیک را محاسبه کرده.

تحت این نسبت جدید مدل کردن یک کار ساده می باشد.

اگر ما اجزاء یک ماشین را در نظر بگیریم و چرخش چرخهای آن بدون سرخورد روی زمین به وجود پی می بریم.

هدف، کنترل حرکت ماشین در این مسیر است که ماشین دارای سرعت است.

مشکل این است که باید پارامترهای مسیر به پارامترهای ماشین ارتباط داده و چگونه این دو با هم در ارتباط باشند که حرکت ماشین به اندازه ماشین واقعی، طبیعی باشد.

دوما موارد خاص مثل موانع اجتناب ناپذیر و برخورد ما و تماس ها به اطلاعات ایجادی نیاز دارد.

(مورد مورد نظر مثل فاصله بین دو نقطه) تبدیل و همکاری بین مدل های ایجادی و سینه ماتیک و دینامیک(اتصال، جا به جایی و خلف اتصالات) موضوع مدل کردن عکس العمل ها می باشد.

ویژگی اصلی یک سیستم انیمیشن تبدیل کردن و گسترش دادن باشد مثل کاراکترهای سیستم که می توانند از دستگاههای کمک مدل ها و یکسان کردن داده ها استفاده کنند، مانند علامت خطر یک شبکه.

2-3 جهت یابی و رفتارهای انیمیشن آسانترین راه برای مشخص کردن یک حرکت، مشخص کردن هدف نسبت به چگونگی رسیدن به هدف می باشد.

هدف و جهت یابی مدل شامل مدل کردن رفتار آن می باشد.

به مثال های زیر توجه کنید.

D راه رفتن برای خلق کردن حرکتی مطابق با حرکت اصلی (قدم زدن از A به B) حساب موانع ممکن و طبیعت زمین و ارزیابی مسیر که شامل سرهت و شتاب و ترتیب تقدم و تأخر مهم و ضروری است.

یک مسیر به ما نیروها و حداکثر موقعیت را می دهد و این به تعیین گشتاور در اتصالات به وسیله دینامیک عکس العمل منجر می شود.

سرانجام ارزش زاویه اتصال بر خواسته از زمان نیز معلوم می شود.

خلاصه یک سیستم انیمیشن باید تمام المانها مثل متغیر محل، زمین، مسیر، سینه ماتیک و دینامیک را جمع آوری کند.

حتی اگر تمامی انسانها از کاراکترهای فیزیکی یکسان و نزدیک به هم استفاده کنند.

غیر ممکن است که یکسان راه بروند و کاری را انجام بدهند.

بنابراین انیماتور باید قادر به تولید یک حرکت مطابق با حرکت (قدم زدن در یک راه خوب از A به B) باشد.

برای خلق حرکت مطابق با حرکت (برداشتن شیA و گذاشتن شی B) انجام دهنده باید مکان شی A و برخورد آن و چگونگی حرکت آنرا انتخاب کند.

سپس ترتیب گرفتن آنرا انتخاب می شد به گونه ای که گرفتن آن محکم و پایدار باشد ارتباط بین دست و شی باید در حد ممکن طبیعی باشد یک سیستم باید حرکتهایی که منحصر به هدف هایمورد نظر(گرفتن شی) می شود را خلق نماید.

یک حرکت باید از ترکیب چند حرکت ایجاد شود در میان حرکت اصلی باید به نتیجه مورد نظر برسیم.

البته با وجود موانع اجتناب ناپذیر.

این فرآیند پیچیده به معادل های دینامیک و سینه ماتیک مربوط بوده و به وسیله آنها تعیین می شود.

خلاصه سیستم باید المانهای دنبال رو را جمع آوری کرد، مثل برنامه راه، موانع اجتناب ناپذیر، تعیین سینه ماتیک و دینامیک از طرف دیگر جنبه های روانشناسی آن مهم است و دقت حرکت به کاراکترهای شخصی وابسته است.

3)صحبت کردن برای خلق حرکت مطابق با حرکت(گفتن جمله حال شما چطور است) سیستم باید مجله را تحلیل کرده و آنرا به اجراء کوچک تبدیل کرده و سپسیک اصطلاح روان مطابق با اسن اجزاء انتخاب نموده.

تغییر شکل ماهیچه ها سبب بیان این اصطلاحات می شود، چشم باز می شود صورت خمیده می شود، وقتی یک عبارت انتخاب می شده سیستم باید به کامپیوتر زمان بیان عبارتها را اعلام کند و آنرا فعال نموده و چارچوب آنرا بر اساس قوانین انتخاب کند.

خلاصه انیمیشن باید المانهای ارائه شده مثل صداهای صوتی گوناگون، عبارتهای روان، اداره کردن پارامترها و انیمیشن تولیدی را یکجا جمع کند.

جنبه های احساسی باید یک قسمت از سیستم باشد و با سخنرانی و صحبت کردن هم آهنگ باشد.

یک نمونه خاص باید اینگونه باشدگفتن جمله حال شما چطور است؟

با یک لبخند در سطح رفتاری ما مجبور هست رفتار یک گروه به همان اندازه دقیق و خوب مثل رفتار فردی حساب کنیم.

به عنوان مثال، راه رفتن، هر کس یک مسیر را کم و زیاد طی می کند.

این کم و زیاد به معنی این است که مدل کردن آن سخت است و همچنین یک فرد همیشه یک راه را یکسان راه نمی رود.

اگر فردی خسته باشد، یا شاد باشد، یا فقط اخبار خوبی بگیرد.

مسیر راه رفتن در شکل های متفاوت ظاهر می شود.

بنابراین یک مسئله بزرگ در زمینه انیمیشن کامپیوتری در آینده وجود دارد.

مدل کردن رفتار بشر بر اساس حساب شرایط مختلف اجتماعی و انفرادی.

4)نتیجه: در آینده نزدیک انیمیشن کامپیوتری کمتر به وسیله تکنیکهای انیمیشن سنتی انجام می شود.

برای تجسم علمی و شبیه سازی انیمیشن کامپیوتری مدل های ریاضی و فیزیکی تولیدمی کند.

اپراتور باید برای بازرسی وسایل مربوط به پدیده های شبیه ساز آزادی داشته باشد: دوربین ما، نور ما، برای سرگرمی، راهنمای کامپیوتر باید در صفحه های مصنوع ویدئویی، بازیگران، دکورها، نورها و دوربین ها مورد استفادده قرار می گیرد.از مؤلفه زمان استفاده می کند.

این مثل هدایت کردن یک فیلم واقعی اما در یک جهان مصنوعی است ما باید وارد محیط تولیدی یک فیلم کامپیوتر در یک جهان شده و به وسیله بشر آنرا هدایت کرد ما باید استفاده از انیمیشن کامپیوتری را ادامه داده، که روز به روز کاملتر یا ناقص تری می شود.

نگاه جامع کنترلی به متحرک مصنوعی این مقاله طرح سیستمی جهانی را برای انیمیشن عملکرد مصنوعی مهیا می‌کند.

ما وجوهی را بررسی می کنیم که می بایست بخشی از یک سیستم انیمیشن ایده ال باشد : خلاقیت عملکرد کلید گذاری قیود مکانی کنترل حرکت ، قابل تنظیم ، برنامه ریزی خط سیر وبرنامه ریزی وظیفه ، نموداری کامل از اجزاء چنین سیستمی به همراه ارتباط بین این اجزاء فراهم شده است .

کلمات کلیدی : عملکرد مصنوعی ، برنامه ریزی کار ، علم الحرکات ، مکانیک حرکت ، قیود عملکرد مصنوعی مدل سازی و انیمیشن سه بعدی شان بیش از 15 سال است که وجود دارد .

با این حال تائیداتی بر دیدگاههایی جدا از این انیمیشن وجوددارد بعنوان مثال تحقیقات زیادی بر روی مدلسازی انیمیشن بدن انجام گرفته است وهمینطور بر روی انیمیشن صورت و انیمیشن دست ونیز فاکتورهای مرحله اجرا نیز توسط محققان مورد مطالعه قرار گرفته است سایر نویسندگان تلاش کرده اند تا کاراکترهایی هر چه بیشتر واقعی ، از دید تصویرهای مصنوعی ، را بوجود آورند اما با استفاده از متدهای اولیه وساده مانند زتوسکوپی یا انیمیشن کی فریمهایی بر اساس تصویر اما حضور عملکرد مصنوعی پاسخی برای مجموعه ای از تمام روشها است اجازه ساخت شخصیت های سه بعدی با ظاهری واقعی از شخصیت های انسانی را به ما میدهد .

عملکرد های مصنوعی ایده ال می بایست در زمینه های زیر متقاعد کنند باشند: آنهامی بایست ظاهری از اشخاص واقعی را داشته باشند .

حرکات و رفتار آنهامی بایست مشابه اشخاص واقعی باشد .

آنها می بایست شخصیت مخصوص به خود را داشته باشند .

دو مورد متفاوت باید شخصیتهای متفاوتی داشته باشند یعنی عکس العملهایی متفاوتی را درموقعیتی مشابه داشته باشند .

آنها می بایست توسط دستورات کار هدایت شوند .

آنها می بایست به محیط خود آگاهی داشته باشند .

حداقل می بایست توانایی راه رفتن ، صحبت کردن ،احساس داشتن و گرفتن اشیاء را داشته باشند .

بدن وصورت آنها درهنگام بروز احساسات می بایست به طور طبیعی تغییر شکل دهد .

آدمهای موجود .

زنده یا مرده می توانند توسط عملکرد های مصنوعی دوباره ساخته شوند اما آدمهای خیالی نیز توسط این روش قابل ساخت هستند .

تحقیقات د راین زمینه پیشرفت تکنیک های زیر را می طلبد .

برای بهتر شدن وجوه فیزیکی بازیگران : اشکال ، رنگها ، متنها ، انعکاسات .

برای بهبود حرکت عضله هاوتغییرات آنها بهنگام بروز احساسات برای بهبود نمایشهای صورت وانیمیشن آنها برای تخصیص بخشیدن کارهایی می بایست انجام شود .

برای قدر دادن ابزار برای کنترل اتوماتیک احساسات شکل شماره یک نموداری کامل از اجزا ء سیستم کارخانه انسان را بهمراه ارتباطات آنهانمایش می دهد .

انیمیشن کامپیوتری سنتی اکثر نویسندگان بین دو نوع از انیمیشن کامپیوتر سه بعدی تمایز قائل هستند .

انیمیشن کی فریم : وانیمیشن الگوریتمی .

انیمیشن کی فریم شامل تولید فریم های واسطه که inbetweens نامیده می شود می باشد که بر اساس یک مجموعه ای از کی فریمها بوجود آمده توسط طراح می باشد دو تقرپ اساسی به انیمیشن کیفریم وجود دارد : فریم های واسط توسط تجدید کردن تصاویر فریمهای اصلی ، جمع آوری می شوند .

این تکنیک انیمیشن تصویری فریمهای اصلی نامیده می شود این تکنیکی قدیمی می باشد که توسط آقای برتینیک و آقای وین معرفی شده است .

یک راه برای ساختن تصاویری بهتر تجدید کردن پارامترهای مدل شی می باشد این تکنیک انیمیشن پارامتری فریم های اصلی نامیده می شود .

در یک مدل پارامتری طراح فریم های کلیدی را با مشخص کردن مجموعه ای از ارزشهای پارامتری بوجود می آورد .

و پارامترها سپس تجدید می شوند و نهایتا تصاویر به طور جداگانه از پارامترهای تجدید شده ساخته می شوند .

در انیمیشن الگوریتمی حرکت به صورت الگوریتمی توصیف می شود قوانین فیزیکی برای اشکال انسان مورد تقاضا قرار می گیرد مانند زوایای بهم پیوسته .

قیود مکانی در این بخش ما مشکل مهم قرار گرفتن عضلات را مورد بررسی قرار می‌دهیم بعنوان مثال : زوایای با ارزش برای شانه کردن کدام است در صورتی که دست می بایست به این مکان خاص یا حالتی را در فضا برسد این مشکلی شناخته شده در رباتیک می باشد که مشکل inverse- Kinematic نامیده می شود و شامل تائیدات متغیرهای متصل از جای مشخص شده می باشد قرار گرفتن عضلات مشکل کلیدی می باشد چرا که متغیرهای مستقل در یک ربات همانند یک بازیگر مصنوعی ، متغیرهای متصل هستند متاسفانه مشکل انتقال از طرف همکاران Cartesian به طور عموم دارای راه حل مناسبی باشد با این حال تعدادی توافقات مخصوص برای قسمتهای متصل که همان راه حل های مناسب موجود اند وجود دارد یک نمونه مفصلی با شش اتصال می باشد که سه اتصال نزدیک به محرک انتهایی تماما می چرخند ومحورهایشان در یک نقطه قطع می شود .

راه حل های متعددی برای نمونه آخری براساس انیمیشن ارائه شده اند فوریس وویلهلم بر روی سیستم پویای خود مشکل یک عضله را با پیوند دادن آن پا بخشی مستعاد و ارزشی بالا ، حل کرده اند .

برای نشاندن یک بازیگر مصنوعی بر روی صندلی بعنوان مثال ، لازم است تا محدودیت های مربوطه بر روی پا را مشخص کنیم ونیز بر روی دست و انتهای مهره های کمر سیستمی که تنها بتوان یک قسمت را در یک زمان کنترل کند راه حل کاراتی برای مشکل ما نمی باشد .

بلیدر .

ال .

الی راه حلی را پیشنهاد کرده برای چندین قسمت که از روش علم الحرکت معکوس استفاده می کند .

در این سیستم کاربر می بایست تقدم هر یک از قسمتها را در برنامه مشخص کند .

فضا گیری دست و پا نیز باید توسط کاربر مشخص شود این فضا گیری ممکن است د رمورد یک عضله یک بازیگر یا کل فضا تعریف شود بعنوان مثال برای اطمینان از اینکه پاها کاملا تحت بر روی زمین قرار گرفته اند .

کاربر فضا گیری پا نسبت به فضا را مشخص کند، حال جایگاه یا فضاگیری ستون فقرات چه باشد ، فرقی نمی کند محدودیت های فیزیکی مفصلها باید در سیستم مد نظر قرار گیرند .

عملکرد سیستم به کمک وسایل ورودی با درجه بندی آزاد می تواند به بهبود سیستم کمک نماید .

یک الگوریتم ساده برای حل مشکل موقعیت قسمتها در سیستم کارخانه انسان استفاده شده است .

یک طراح می بایست محدودیت های را در دست ها ، پاها و ستون فقرات در نظر گیرد مکان و فضا گیری دست و پاها در سیستم محلی متصل به عضله ها ( بازو یاران ) مشخص می شود ویا دریک بازیگر یا سیستم جهانی یک قسمت می تواند دارای فضا گیری جایگاه ثابت ویا یک خط سیر شش بعدی باشد .

ابزاری نیز برای ساخت قسمت ها بعنوان توابعی از بازیگران محیطی در دسترس می باشند ( مانند تماس پا با زمین ) به منظور حل مشکل قسمتها ، سیستم از جایگاه و فضاگیری مهره ها و زاویه های اصلی برای یافتن جایگاه پشت وشانه ها استفاده می کند سپس زوایای عضله ها را برای رسیدن به جایگیری مناسب ، محاسبه می‌کنددرجایی که هیچ راه حلی وجود ندارد جایگیری مورد نظر بر روی مقدار حرکت پا بازویا ران طراحی می شود .

اسکلت دارای هفت درجه آزادی بر روی بازو ( ران )وقسمتهای ثابت دارای شش درجه می باشند .

از آنجایی که از دیدگاه علم الحرکات این مدل بیکار می ماند ، پس در می یابیم که بی نهایت روش مختلف برای رسیدن به جایگیری مورد نظر وجود دارد این راه حل مطلوبی می باشد .

طبق این نمونه که زمانی که یک بازیگر به گذاشتن پاها بر روی زمین می نشیند .

ممکن است زانوی خود را بر روی محور زانو بچرخاند مقدار چرخش توسط محدودیت های فیزیکی مفصلها مقید می شود ونیز این طور برداشت کنیم که جایگیری مناسب برای زانویا پا آرنج به فضا گیری پا یا دست بستگی دارد .

یک راه حل شامل کم کردن زاویه متغیر بین ران ( بازو ) و پا ( دست ) می‌باشد همچنین این امکان میسر است که کاربر با دادن پارامتری آزاد ، راه حل را تعیین کند جایگیری فضا گیری قسمتها این اجازه را می دهد تا یک روش منحصر به فرد را هفت درجه آزادی بازو یا ( ران ها ) بدست آوریم در زمینه های دیگر مانند ترکیب عضله پا شی این خارجی می تواند نقشی مهم را در انتخاب پا حرکت بازی کند .

فریم بندی و جایگیری قسمتها بعنوان سطح اولیه دستورات در یک سیستم انیمیشن در نظر گرفته می شوند .

طراح می بایست با بخشهای مختلف کار دسترسی داشته باشد تا بتواند به بخش متحرک حرکتی مناسب بدهد .

کنترل حرکت قابل تنظیم کنترل حرکت قابل تنظیم برای یک متحرک به معنای این است که محیط بر روی حرکت متحرک تاثیر می گذارد وبالعکس اطلاعات مربوط به محیط ومتحرک در طول پردازش کنترلی می بایست در دسترس باشند تکنیک‌های قدیمی انیمیشن مانند رتوسکوپی یا فریم بندی نمی تواند به عنوان تکنیک های کنترلی قابل تنظیم در نظر گرفته شوند زیرا که طراح ناچار به کنترل دستی ارتباط بین متحرک ها و محیط می باشد .

مقصودکنترلگر حرکت تنظیم کاهش مقدار اطلاعاتی است که توسط طراح می بایست به کامپیوتر وارد شود این منظوربوسیله استفاده از اطلاعات موجود درباره صحنه یامتحرک حاصل می شود .

همچنین سیستم می بایست الگویی کار را ازمکان اشیاء به منظور جلوگیری از تصادف واجرای اتوماتیک برنامه ها در دست داشته باشد .

جلدارد ، مثال خوبی از این نوع کنترل که برای حرکت انسانها و حیوانات بر روی زمینی صاف ومسطح می باشد را ارائه می دهد در سطوح پایین ، انیمیشن بر روی یک سری از جایگاههای اصلی عضلات که خط سیر زوایا ( حرکات مستقیم ) ویا حرکات معکوس رانشان میدهد کار می کند این مسیرهای حرکت توسط بررسی موقعیت با علم الحرکات یا قسمتهای متحرک پا محاسبه می شود .

مدل می بایست یک حرکت واقعی را تولید کند .

برای در نظر گرفتن نیروهای خارجی وداخلی موثر بر روی متحرک ، سیستم می بایست یک مدل پویا باشد .

تکنیک هایی بر مبنای حرکات پویا در انیمیشن کامپیوتری استفاده شده است اما تنها تنها برای بدنهای ساده شده پا مفصلهایی معدود و بدنهایی هندسی ( استوانه ای ) بدون هیچ تغییر شکلی ، استفاده از سیستم پویا برای بدنهای بند بند مانند بدن انسان مشکلات مهم و متعددی را به بار می آورد .

درابتدا طراح در شرایط فشارها یا درگیریها به فکر استفاده از یک عضله یا بدن برای بوجود آوردن یک حرکت نمی افتد طرح از یک رابطه کاربر مخصوص ضروری می باشد .

مشکل دیگرسیستم های پویا مقدار زمان CPU مورد نیاز بوجود آوردن حرکات متعادلی برای یک بدن بندبند پیچیده با استفاده از روشهای متعدد است وبه طور حتم این مسئله امکان تعامل بین سیستم وکاربر را کاهش میدهد تنها یک سری کوتاه تولید شده است بعلت کمبود تعصیصات کامل برای یک حرکت پیچیده ونیز بعلت زمان مصرفی CPU بر لازم برای روشهایی خاص .

بیش از این پا اینکه حرکت هایی بر اساس سیستم پویا واقعی تر هستند .اما بسیار خشک هستند چرا که شخصیت کارکترهای را درنظر نمی گیرند تصور اینکه تنها شخصیت های فیزیکی دونفر در انجام یک کار مشابه بتواند شخصیت هایی متفاوت را برای بینندگان بسازد .

غیر واقعی است رفتار وشخصیت انسانها نیز علتی ضروری برای بوجود آوردن تمایز‌های قابل ملاحظه است .

برای طراحی یک بدن به کمک علم الحرکات ( مستقیم یا معکوس ) طراح می‌بایست خط سیر زوایای مفصلها یا خط سیر انقباض عضلات را مشخص کند.

این خط سیر می بایست شامل اطلاعاتی زمان نیز باشد .

سرعت و شتاب با این حال طبیعی بودن حرکت قابل ضمانت نیست .

نتیجه ای خوب مجموعه‌ای از هر دو مدل را شامل می شود همانطور که Girard این را پیشنهاد کرد و نتایج خوبی را از سیستم اش بدست آورد .

در کارخانه تولید انسان ( Haman Facfory system) تصمیم گرفته ایم که کتابخانه ای از حرکات پارامتری اولیه ( مانند راه رفتن وگرفتن ) بسازیم وهر نوع از حرکت از این حرکات درصورت امکان استفاده کند .

ونیز تنها زمانی که نیاز است از سیستم پویا برای واقعی شدن حرکت استفاده کند هر دستور یک سری از فریم های کلیدی وقیود مکانی را تولید می کند کاربری که از حرکت تولید شده راضی نباشد آنرا ویرایش می کند .

تعیین مسیر مسئله تعیین مسیر کلاسیک می باشد وبه طور چشمگیری در باتیک وهوش مصنوعی مورد مطالعه قرا رگرفته است بعنوان مثال با دادن مکان اولیه دست متحرک واشیاء بر روی میز مسئله یافتن مسیری برای جلوگیری از برخوردها می باشد برای یک متحرک مصنوعی مشکل پیچیده تر می باشد بعلت نامستحکم بودن متحرک در سیستم تولید اشان هر حرکت مفصل به سه روش تعریف شوند : مقادیر کلیدها در زمانهای مشخصی انتخاب می شود نوسازی توسط روش کوچانک بارتلز انجام می شود .

تغییر زاویه توسط دستورات پشت سر هم تعریف می شود .

خط مسیر ممکن است توسط یک الگوریتم تعیین مسیر اتوماتیک تعریف شود در شرایط ما از یک الگوریتم ضد برخورد ، در محیط چند بعدی استفاده می شود این روش استفاده شده در تیم ما مناسب تر از روشهای رباتیک به نظر می رسد .

برنامه ریزی برنامه ریزی مسئله ای اساسی در رباتیک وهوش مصنوعی می باشد پیچیدگی مشکل مستقیما به عمومیت دنیای کوچک متحرک بستگی دارد مسئله شامل جداکردن برنامه داده شده به یک سری از حرکات اولیه می باشد .

برنامه ریزی Fig 2 برای ساختن این حرکات ، سیستم می بایست اطلاعات زیر را در تصرف داشته باشد .

توضیحات صحنه ( توپولوژی ، مکان و فضا گیری اجزاء ) پایگاه داده دستورات کنترل کننده دنیای کوچک ( بعنوان مثال ایستادن قبل از راه رفتن لازم است ) رفتار متحرک ( که باید مشخص کننده نحوه انجام حرکات باشد که پاسخگوئی استیل پارامترها ست ) کتابخانه حرکات اولیه که ممکن است توسط متحرک انجام شود ( استعدادهای متحرک ) بعنوان مثال کار پاسخ به تلفن ممکن است به حرکت های اولیه زیر تقسیم بندی شود : ایستادن از روی صندلی تشخیص مسیری که از تصادف ها در حرکت متحرک به دور باشد.

راه رفتن براساس مسیر تشخیص خط سیری که از برخوردهایی برای گرفتن اشیاء به دور باشد .

گرفتن تلفن پاسخ دادن سه روش برای مشخص کردن کارها در یک سیستم سطح کار موجود است .

با مثال با یک سری از حالتهای مدل با یک سری از دستورات مشخص کردن بامثال به معنای انجام وظیفه حداقل یکبار به منظور توضیح آن به سیستم برای اپراتور میباشد .

این مسئله در رباتیک مناسب می باشد چرا که کار می تواند با هدایت دستی ربات ، فیزیکی مشخص شود البته در این انیمیشن غیر عملی می باشد .

در روش نوع دوم ، کار بعنوان یک سری از حالتهای مدل در نظر گرفته می شود هر حالت توسط تائیدات تمامی اشیاء در محیط مشخص شده است .

این تائیدات ممکن است توسط مجموعه ای از ارتباطات معرفی شود اما سطح این ارتباطات چه می باشد بعنوان مثال ارتباطات سطح بالا جوابگوی این باشد که نشان می دهد که شی A درزمان مشخص شده باید در یک ارتفاع خاص ود ر جلوی یک شی B قرار داشته باشد مسئله در این حالت مجموعه ای از ارتباطات است که می بایست به مجموعه ای از مساویها ونامساویها تبدیل شود که این می تواند دارای راه حل مشکلی باشد پیش از این یک مجموعه از تائیدات ممکن است باعث گمراه شدن یک حالت شود ارتباطات سطح پایین می تواند پاسخگوی همکاری اشیاء در یک زمان خاص باشد ، که مشخص کردن فریمهای کلیدی ساده را شامل می شود متدهای متعددی برای جمع آوری تائیدات محدودیت ها از ارتباطات سمپلیک پیشنهاد شده است .

مشخص کردن یک سری از دستورات رایج ترین ومناسب ترین می باشد .

همانطور که توسط رنگ توضیح داده شده است یک طراح تنها می تواند یک طرح کلی یک حرکت خاص را مشخص کند وسیستم انیمیشن جزئیات را مهیا می کند یک کاربر آماتورممکن است با حرکات پیش فرض که توسط یک تخصیص کا رمانند حرکت از A به B تولید می شود قانع شود با این حال یک کاربر حرفه ای ممکن است در خواست یک کنترل تقریبا کلی بر روی حرکات متحرک برای تولید یک سری قابل توجه داشته باشد این بدان معناست که طراح نیاز به دسترسی سطوح مختلف کنترل برای تولید مهارتهای محرک جدید ودستکاری مهارتهای موجوددارد .

توجه داشته باشید که تبدیل از مشخصاتی سطح بالا به یک سری از حرکات ابتدایی بسیار شبیه به مسئله کامپایل دارد چراکه در پردازش زبانهای برنامه سازی این سه حالت مقدور می باشد : ترجمه به یک کد سطح پایین ( کامپایلر های کلاسیک ) ترجمه به یک زبان برنامه نویسی دیگر ( پریپراسسور ) و وقفه در هر حالت پاسخگویی بین تخصیص وظایف و حرکت قابل تولید بسیار پیچیده می باشد .

سه وظیفه بسیار ضروری را برای یک متحرک مصنوعی در نظر بگیرید راه رفتن ، گرفتن و صحبت کردن .

راه رفتن برای تولید حرکت جوابگوبه وظیفه راه رفتن از Aتا B لازم است تا موانع ممکنه طبیعت terrain و سپس ارزش گذاری مسیرها را که شامل یک سری از جایگاهها شتاب ها سرعت ها می باشد را به حساب آوریم با دادن چنین مسیری وهمچنین نیروهای خارج شونده از تاثیر گذارنده ها این امکان هست که محدودیت ها در مفاصل توسط دینامیک معکوس مشخص شود ودر نهایت مقادیر زوایای مفاصل در هر زمان قابل استخراج خواهد بود به طور خلاصه سیستم task - level می بایست عناصر زیر را جمع ببندد دوری از موانع مسیر یابی علم الحرکت و دینامیک ها .

گرفتن برای تولید حرکتی پاسخگو به عمل برداشتن شی Aو گذاشتن آن روی شیB و طراح می بایست انتخاب کند که کجاA را بگیرد تا هیچ برخوردی هنگام گرفتن یا حمل آنها رخ ندهد .

سپس تائیدات گرفتن می بایست انتخابی شود سپس شی گرفته شده در دست جایگاه خود را می یابد ( یا حداقل اینطور به نظر می آید ) بیش از این تماس بین دست وشی تا حد ممکن بایستی طبیعی باشد زمانی که شی گرفته می شود سیستم بایستی حرکتهایی که برای رسیدن به هدف لازم است را تولید کند یک حرکت آزاد بایستی ترکیب شود ، در طی این حرکت هدف اصلی رسیدن به مقصد بدون تصادف می باشد در این پردازش پیچیده تغییرات مفصلها توسط معادلات دینامیکی وعلم حرکت مشخص می شود بطور خلاصه سیستم تعیین سطح عناصر زیر راباید جمع کند : تعیین مسیر دوری گزیدن از برخوردها استحکام وتعیین تماس ، علم حرکت ودینامیک .

صحبت کردن برای تولید حرکت پاسخگو به عمل تهفتن جمله حال شما چطوراست سیستم می بایست جمله را تجزیه وبه حروف صوتی تبدیل کند و سپس حالتهای صورت مربوط به این صورت را انتخاب کند این حالتها خود توسط تغییرات چهره به خاطر عضلات نشان داده می شوند باز شدن فک باز شدن چشمها چروکهای چهره وغیره زمانی که حالت صورت انتخاب شد سیستم می بایست به کامپیوتر نشان دهد که در چه زمانی آن حالت فعال شود وفریم های تطبیقی را تولید کند به طور خلاصه این سیستم می بایست عناصر زیر را جمع کند : تشخیص اصوات انتخاب حالتهای چهره هدایت پارامترهای چهره تولید انیمیشن .

مادر سیستم انیمیشن خود دنیای بلاک های Winograd را مشخص کردیم .

با اینکه این دینای بلاک ها برای درک زبان طبیعی ساخته شده است اما برای انیمیشن انسان بسیار جالب می باشد چرا که به سری برنامه های حرکتی پاسخگوست برای تولید سری حرکات ، ما از تئوری کامپایل استفاده می کنیم این استفاده ، شبیه دیاگدامهای مصنوعی که برای تعریف نحوی یک زبان برنامه سازی استفاده می شود می باشد ما از علامت های پایانه دار یا بدون پایانه استفاده می کنیم .

علامتهای پایانه دار به دستوراتی از قبیل گرفتن حرکت B به P رها کردنB پاسخ می دهد .

وعلامتهای بدون پایانه به دستوراتی مانند قدار می دهد بلوکB1 رادر محلی سه بعدی P بر روی بلوک B2 یا پاک کردن بالای بلوک B ما از روشهای باز گشتی رایج در ساخت کامپایلر استفاده می کنیم یک زیر برنامه ( که ممکن است باز گشتی باشد ) برای هر کدام از علامتهای بدون پایانه به منظورساختن درخت هدف نوشته می شود هر گره ازدرخت یک هدف می باشد که تنها زمانی قابل قبول هستند که هر کدام از زیر هدف های آنها قابل قبول باشند .

بازیگر مصنوعی : متحرک سازی MIRALAb دانشگاه مونترال ـ کانادا در این صفحه روشی برای ایجاد متحرک سازی یک بازیگر مصنوعی را شرح می دهد.

و بر شناسایی روشهای بکار برده شده برای تولید حرکات وتصاویر واقعی تاکید می کند.

مخصوصا نکاتی را که اغلب در بروشورها نادیده گرفته می شود با جزییات توضیح میدهد .

برای مثال طراحی و آماده سازی مدلهایی برای شماره بندی ، ترکیب بندی ، اسکلت بندی و متحرک سازی پردازش آن.