Advanced Animation Technology
Animation Blend
- LERP：插值，在两种动画（clips）之间插值
根据两个动画的速度计算权重
Align Blend Timeline：把两个循环动画的时间归一化再插值
Blend Space
1D Blend Space：Directional Movement
- 多个采样点进行插值
2D Blend Space：两个1D正交
- 因为多个动画clips进行blend会比较费，所以选取离当前点最近的三个动画clips，然后使用重心坐标进行插值
Skeleton Masked Bleding
有些动作只会影响上半身或者下半身
将两种动画拼在一起
Additive Blending
在这个动画中，不仅作用到动画的局部，而且只存动画的变化量，而不存绝对量
作为修饰
但Additive Blending很容易造成不正常的结果
Animation State Machine(ASM)
比如跳跃情况，有三个状态，起跳，空中（jump loop），落地
ASM Definition
Cross Fades：平滑切换、frozen切换
Cross Fades Curve
Layered ASM：多层次状态机：角色身体的不同部分做不同的动画状态机
Animation Blend Tree
使用树来做运算
LERP Blend Node
Additive Blend Node
使用blend tree来计算当前ASM下的一个pose
- Blend Tree Control Parameters：node search、named variable、control structure
Animation Kinematics
Inverse Kinematics(IK)
Forward Kinematics(FK)正向运动学：是在给定所有关节角度的情况下计算链接结构（如一节人体的关节）的末端的空间位置的过程。这个过程比较简单，且是具有唯一解的
Inverse Kinematics反向运动学： 它是在给定末端的空间位置的前提下，求解关节需要成多少角度。 这个过程就较为困难，一般情况下，逆运动学问题没有解析解，而是会有很多或无限多个解（比如确定一个手的位置，然后反向去算其他joint的位置）
End-effector：添加到一个骨骼上，使得这个骨骼可以一直在一个期望的位置（比如贴地的效果）
Two Bones IK：两个骨骼的IK，大腿和小腿作为two bones，问题是会有多个解；解决方式是添加一个reference vector，在这个方向去找解
多joint的IK很复杂，自由度太高，高维非线性方程很难实时运算、可能有很多解、单一解、无解
首先判断能否到达终点
Constraints of Joints：人形骨骼的运动范围是有一个约束的
Heuristics Algorithm启发式算法
CCD(Cyclic Coordinate Decent)：依次固定除了end-effector的每个joint，然后使end-effector变换到最接近target的位置
Optimized CCD1：对每个joint添加tolerance regions
Optimized CCD2：越靠近叶节点旋转复度越大，越靠近根节点，旋转复度越小
FABRIK (Forward And Backward Reaching Inverse Kinematics)
先强行把end-effector拉到目标点，然后更改骨骼的方向，然后依次修改对应的joint和骨骼直到根节点，这是一次forward
backward就是再把根节点拉回原来的位置，再做类似上面的操作
迭代多次
都要设置一个tolerance
FABRIK with Constraints：为每个joint设置一个可以旋转的角度范围，然后强行拉点的时候呢，不一定拉到target，而是拉到这个角度范围在target平面上投影的一点
Multiple End-Effectors
IK with Multiple End-Effectors：使用上面那个方法会使得骨骼偏来偏去
Jacobian Matrix：是个逐渐逼近的过程（会在物理那一part详细讲）
Other IK Solutions
Animation Pipeline
Facial Animation
Key Pose Blending
Morph Target Animation：记录下每个部分相对于中性表情的位置，这样就可以自由地组合
facial skeleton
UV Texture Facial Animation
Muscle Model Animation
Retargeting
采集一套动画可以应用到很多模型上
忽略骨骼之间的offset
apply的是相对于原始的binding的joint的位移
Align Movement by Pelvis Height
Retargeting with different skeleton hierarchy：在两个相同骨骼之间的所有骨骼进行一个映射
Unresolved problems
模型自穿插问题
自我接触约束问题（如鼓掌需要双手接触）
target character的平衡
Morph Animation Retargeting