In ihrer naiven Form hat die Kollisionserkennung in Abhängigkeit von der Anzahl der berücksichtigten Objekte quadratische Laufzeit. Die Technik der Schlüsselbildanimation Keyframing stammt ursprünglich aus der Produktion von Zeichentrickfilmen.
Das liegt daran, dass durch die Anpassung einer Kurve an mehrere Punkte nichts über die Geschwindigkeit zwischen diesen Punkten ausgesagt wird. Die Kollisionserkennung ist ein unverzichtbares Hilfsmittel, wenn mehr als ein Objekt animiert werden soll.
Die Animationssoftware berechnet dann automatisch das Verhalten der übrigen Gelenke, um diese Bewegung auszuführen. Möglicherweise unterliegen die Inhalte jeweils zusätzlichen Bedingungen.
Um eine bestimmte Bewegung zu definieren, beginnt der Animator an der Wurzel der Hierarchie und fährt mit den Unterknoten fort, wobei er jedes Mal das Animationsskript ändert. Manchmal wird zwischen computergestützter und computergenerierter Animation unterschieden. Die Interpolation auf der vierdimensionalen Einheitssphäre wird auch Slerp genannt. Durch die Nutzung dieser Website erklären Sie sich mit den Nutzungsbedingungen und der Datenschutzrichtlinie einverstanden.
So wird bei der Animation eines Beines zunächst die zeitliche Änderung der Rotation am Hüftgelenk vorgegeben, was in einem plumpen Schritt resultiert. Eine Möglichkeit, die Geschwindigkeit eines Objektes zu kontrollieren, besteht darin, den Animator eine zusätzliche Distanz-Zeit-Funktion bestimmen zu lassen, die angibt, wie weit sich ein Objekt zu einem bestimmten Zeitpunkt entlang der Kurve bewegt haben soll.
Viele Computerspiele verwenden derartige autonome Objekte, um intelligente Gegner oder Verbündete des Spielers zu erzeugen.
Viele Animationssysteme erlauben dem Animator , durch gezielte Anpassung der Tangenten an den Schlüsselwerten die Animationskurve fein abzustimmen. Dadurch plant jedes der Objekte die Bewegungen, die einem festgelegten Plan entsprechen, und führt sie aus. Rotationen werden meistens durch Einheitsquaternionen ausgedrückt, die man sich als Punkte auf einer vierdimensionalen Einheitssphäre vorstellen kann.
Computeranimation bezeichnet die computergestützte Erzeugung von Animationen. Quaternionen bilden einen vierdimensionalen Raum, für den Operationen wie Addition und Multiplikation definiert sind.
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Objekte sind oft hierarchisch modelliert, sodass die Randbedingungen bezüglich Verbundenheit oder relativer Platzierung in einer baumartigen Struktur organisiert sind. Zur Interpolation von dreidimensionalen Rotationen werden besondere Methoden verwendet. Während erstere sich auf digitalisierte Zeichnungen stützt, zwischen denen die Animationssoftware interpoliert, um flüssige Bewegungsabläufe zu erhalten, arbeitet letztere mit einer dreidimensionalen Szene , aus der mit den Mitteln der Bildsynthese direkt Bilder erzeugt werden. Ein weiteres Problem der inversen Kinematik ist, dass sie dem Animator kaum Spielraum lässt. Zur Interpolation von dreidimensionalen Rotationen werden besondere Methoden verwendet. Viele Computerspiele verwenden derartige autonome Objekte, um intelligente Gegner oder Verbündete des Spielers zu erzeugen. Die Interpolation auf der vierdimensionalen Einheitssphäre wird auch Slerp genannt. Viele Animationssysteme erlauben dem Animator , durch gezielte Anpassung der Tangenten an den Schlüsselwerten die Animationskurve fein abzustimmen. Hierzu müssen die Differentialgleichungen , die diese Erscheinungen beschreiben, mit den Mitteln der numerischen Mathematik gelöst werden. |
Um das Verhalten mehrerer Objekte mit den Mitteln der Gruppensimulation zu bestimmen, kann der Animator Techniken der künstlichen Intelligenz verwenden. Dazu werden die Catmull-Rom- zu Kochanek-Bartels-Splines erweitert, mit denen diese drei Parameter für jeden Schlüsselwert eingestellt werden können. Zur Interpolation von dreidimensionalen Rotationen werden besondere Methoden verwendet. Das liegt daran, dass durch die Anpassung einer Kurve an mehrere Punkte nichts über die Geschwindigkeit zwischen diesen Punkten ausgesagt wird.
Für die Character animation sind diese Techniken jedoch nicht ausreichend, da sich Figuren auf freiere, komplexere und geschicktere Weise bewegen als Roboter.
Computeranimation: Realer als die Realität - SPIEGEL ONLINE
Dabei werden nicht alle Einzelbilder von Hand gezeichnet, sondern nur sogenannte Schlüsselbilder, die grob den Bewegungsablauf vorgeben.
Um plötzliche Geschwindigkeitsänderungen zu vermeiden, wird die Interpolationskurve der Schlüsselwerte meist so gewählt, dass ihre Ableitung stetig ist.
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Die Interpolation auf der vierdimensionalen Einheitssphäre wird auch Slerp genannt. Diese Seite wurde zuletzt am 9. Kollisionsvermeidung ist eines der Ergebnisse eines solchen Verhaltens. Eine weitere Möglichkeit zur Beschleunigung beruht auf der Erkenntnis, dass die Kollisionserkennung in gleichen Zeitabständen verschwenderisch ist. |
Eine einfache Art, die Rotation eines Objektes anzugeben, ist mittels eulerscher Winkel. In ihrer naiven Form hat die Kollisionserkennung in Abhängigkeit von der Anzahl der berücksichtigten Objekte quadratische Laufzeit.
Eine weitere Möglichkeit zur Beschleunigung beruht auf der Erkenntnis, dass die Kollisionserkennung in gleichen Zeitabständen verschwenderisch ist. Maschinenteile oder Figuren sind aus zusammenhängenden Objekten aufgebaut, die untereinander mit diversen Gelenktypen wie Schub- und Drehgelenken verbunden sind.
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