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Code vs Data Driven Displacement

February 28, 2023About 2 minAnimation

Code vs Data Driven Displacement

原文地址：https://theorangeduck.com/page/code-vs-data-driven-displacement

Definitions

The Simulation Object

把手柄输入转化为预测要移动的物体。

将输入转化为速度的代码：

vec3 desired_velocity_update(
    const vec3 gamepadstick_left,
    const float camera_azimuth,
    const quat simulation_rotation,
    const float fwrd_speed,
    const float side_speed,
    const float back_speed)
{
    // Find stick position in world space by rotating using camera azimuth
    vec3 global_stick_direction = quat_mul_vec3(
        quat_from_angle_axis(camera_azimuth, vec3(0, 1, 0)), gamepadstick_left);
    
    // Find stick position local to current facing direction
    vec3 local_stick_direction = quat_inv_mul_vec3(
        simulation_rotation, global_stick_direction);
    
    // Scale stick by forward, sideways and backwards speeds
    vec3 local_desired_velocity = local_stick_direction.z > 0.0 ?
        vec3(side_speed, 0.0f, fwrd_speed) * local_stick_direction :
        vec3(side_speed, 0.0f, back_speed) * local_stick_direction;
    
    // Re-orientate into the world space
    return quat_mul_vec3(simulation_rotation, local_desired_velocity);
}

The Character Entity

这就是玩家可以看到角色。角色的移动数据是来自动画切片，这种方式叫作数据驱动。

动画切片：https://github.com/ubisoft/ubisoft-laforge-animation-dataset

Simulation Bone

模拟骨骼是给模拟对象使用的，用来代表移动旋转。通常是骨骼的根节点。

为了最大程度的减少视觉物体和模拟物体之间的脱节，是将脊椎骨骼之一投影到地面上，然后使用Savitzky-Golay过滤器平滑其位置-使它作为模拟骨骼的位置。然后将髋骨向前的方向，投影到地面上，用同样的方法抹平。将其旋转为绕垂直轴的旋转，并将其用作模拟骨骼的旋转。

这个原理是，平滑消除了因臀部前后摆动而引起的任何晓得振荡和方向变化；更接近地匹配临界阻尼弹簧产出的运动风格。这种方式并不适用于循环动画和小块动画。

画出行走和奔跑两个动画，模拟骨骼的轨迹，如下图：

同样可以画出两个动画的速度，加速度，角度速度的变化图：

这里记录模拟物体移动的数据；

然后再把模拟物体移动的数据做图像化，把轨迹和速度画出来，并与原动画的数据画在一起如下：

可以看到上图中有很多重叠的部分，这就说明模拟对象和角色实体的模拟骨骼之间有相当不错的匹配。这就意味着，给我们拥有的动画数据和模拟对象设置，很有可能再模拟对象的运动和角色的运动之间实现良好的视觉匹配。

Character Controller

Synchronization

有两种方式：

  • 直接使用模拟物体同步到角色：会出现滑步
  • 由数据驱动模拟物体：这会造成延迟感

那么想到的方式就是直接混合这两者。

Adjustment

Reference