(57)【要約】  キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法が記載され、前記キャラクターは少なくとも一組の足を有し、前記方法は、前記少なくとも一組の足の各足の表面下にある圧力中心の移動を識別するサイクル規定ステップであって、前記サイクルが移動運動の種類に応じ、かつ前記サイクルの各フェーズが前記サイクルを通して定位置にある足に関する前記圧力中心の位置に対応する該ステップと、マスタースレーブ関係を確立することによる前記少なくとも一組の足の相互同期化ステップであって、前記マスターが少なくとも一組の足によって支持される荷重の大部分を有し、かつ一連のルールにしたがって前記スレーブにいつ前記荷重を移動させるかを決定する該ステップと、かつ前記少なくとも一組の足の間における前記荷重の前後移動ステップであって、前記荷重が移動する度に前記マスタースレーブ関係が逆転する該ステップとを有する。
2010539569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一組の足を有するキャラクターアニメーションの移動運動を表す方法であって、前記方法は、
前記少なくとも一組の足の各足の表面下にある圧力中心の移動を識別するサイクルであって、前記サイクルが移動運動の種類に応じ、かつ前記サイクルの各フェーズが、前記サイクルを通して定位置にある足に関する前記圧力中心の位置に対応するサイクルを規定し、
マスタースレーブ関係であって、前記マスターが前記少なくとも一組の足によって支持される荷重の大部分を有し、かつ一連のルールにしたがって前記スレーブにいつ前記荷重を移動させるかを決定するマスタースレーブ関係を確立することによって少なくとも一組の足を相互に同期し、
前記少なくとも一組の足の間で前記荷重を前後移動し、前記荷重が移動する度に前記マスタースレーブ関係を逆転することを含むことを特徴とする、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記サイクルの規定が、前記サイクルの各フェーズへのフェーズ値の割り当てを含み、前記フェーズ値は前記サイクルの全フェーズ数を法として最小値から最大値まで変化する、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記サイクルのフェーズが２グループに分けられ、第１グループはスタンスフェーズに対応し、第２グループはスイングフェーズに対応する、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記荷重の前記移動は、移動した前記荷重に応じて、各足の前記圧力中心の間を前後に振動する全体的圧力中心の規定を含む、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記全体的圧力中心の位置への浮動値の割り当てをさらに含み、前記浮動値は最小値と最大値の間で振動し、前記最小値は前記少なくとも一組の足のうちの一本に完全に支持される前記荷重に対応し、前記最大値は、前記少なくとも一組の足のうちのもう片方の足に完全に支持される前記荷重に対応する、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項６】
請求項４に記載の方法であって、前記全体的圧力中心の位置にしたがう重心位置の決定をさらに含む、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記マスターの速度及び前記スレーブの速度の調整をさらに含む、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の方法であって、前記サイクルの規定が、第１足に対する第１サイクル及び第２足に対する第２サイクルの規定を含む、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項９】
キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステムで、前記キャラクターは少なくとも一組の足を有し、前記システムは、
コンピュータ内プロセッサと、
前記少なくとも一組の足の各足の表面下にある前記圧力中心の移動を識別する前記サイクルを記憶するよう構成されたメモリであって、前記サイクルが移動運動の種類に対応し、かつ前記サイクルの各フェーズが、前記サイクルを通して定位置にある足に関する前記圧力中心の位置に対応するメモリと、
前記プロセッサと前記メモリに連結したアプリケーションとを含み、前記アプリケーションは、
前記マスタースレーブ関係を確立することによる少なくとも一組の足の相互同期化用に設定され、前記マスターが前記少なくとも一組の足によって支持される前記荷重の大部分を有し、一連のルールにしたがって前記スレーブにいつ前記荷重を移動させるか決定し、かつ、
前記少なくとも一組の足の間における前記荷重の前後移動用に設定され、前記荷重が移動する度に前記マスタースレーブ関係が逆転する、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムであって、前記メモリ内でフェーズ値が前記サイクルの各フェーズに割り当てられ、前記フェーズ値は前記サイクルの全フェーズ数を法として最小値から最大値まで変化する、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１１】
請求項９に記載のシステムであって、前記アプリケーションは、移動した前記荷重に応じて、各足の前記圧力中心の間を前後に振動する全体的圧力中心を生成するよう設定される、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムであって、前記アプリケーションは前記全体的圧力中心の位置に浮動値を割り当てるよう設定され、前記浮動値は最小値と最大値の間で振動し、前記最小値は前記少なくとも一組の足のうちの一本に完全に支持される前記荷重に対応し、前記最大値は、前記少なくとも一組の足のうちのもう片方の足に完全に支持される前記荷重に対応する、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１３】
請求項１１に記載のシステムであって、前記アプリケーションが前記全体的圧力中心の位置にしたがって重心位置を決定するよう設定される、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１４】
請求項９に記載のシステムであって、前記アプリケーションが前記マスターの速度及び前記スレーブの速度を動的に調整するよう設定される、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１５】
請求項９から１４のいずれか一項に記載のシステムであって、前記メモリが第１足に対する第１サイクル及び第２足に対する第２サイクルを記憶する、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１６】
少なくとも一組の足を有するキャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステムであって、前記システムは、
前記少なくとも一組の足の位置及び前記圧力中心の位置を前記サイクルにしたがって決定するよう構成された足位置モジュールであって、前記サイクルが前記少なくとも一組の足の各足の表面下にある前記圧力中心の移動を識別し、前記サイクルが移動運動の種類に対応し、かつサイクルの各フェーズが、サイクルを通して定位置にある足に関する圧力中心の位置に対応する該足位置モジュールと、
前記マスタースレーブ関係を作ることで前記少なくとも一組の足を同期化するよう構成された同期化モジュールであって、前記マスターが前記少なくとも一組の足によって支持される荷重の大部分を有し、かつ一連のルールにしたがって前記スレーブにいつ前記荷重を移動させるか決定する該同期化モジュールと、
前記マスターから前記スレーブに前記荷重を移動させるよう構成された荷重移動モジュールとを含む、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のシステムであって、前記足位置モジュールが前記サイクルの各フェーズにフェーズ値を割り当てるよう構成されており、前記フェーズ値は前記サイクルの全フェーズ数を法として最小値から最大値まで変化する、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１８】
請求項１６に記載のシステムであって、前記同期化モジュールは、移動した前記荷重に応じて、各足の前記圧力中心の間を前後に振動する全体的圧力中心を生成するよう設定される、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムであって、前記同期化モジュールは前記全体的圧力中心の位置に前記浮動値を割り当てるよう構成されており、前記浮動値は最小値と最大値の間で振動し、前記最小値は前記少なくとも一組の足のうちの一本に完全に支持される前記荷重に対応し、前記最大値は、前記少なくとも一組の足のうちのもう片方の足に完全に支持される前記荷重に対応する、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項２０】
請求項１８に記載のシステムであって、前記同期化モジュールが前記全体的圧力中心の位置にしたがって重心位置を決定するよう構成される、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項２１】
請求項１６に記載のシステムであって、前記足位置モジュールが前記マスターの速度及び前記スレーブの速度を動的に調整するよう構成される、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項２２】
請求項１６から２０のいずれか一項に記載のシステムで、前記足位置モジュールが第１足に対する第１サイクル及び第２足に対する第２サイクルを記憶する、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はキャラクターアニメーション分野に関連し、より具体的には、歩行、走行、ジョギングまたは任意のその他の種類の、足を用いる移動運動に関連する。
【背景技術】
【０００２】
二足移動運動は人間の能力のうち最も重要なものの一つであるが、特有の複雑な動きに起因して、キャラクターアニメーションにおいてはいまだ大きな課題となっている。アニメーションが遭遇する一般的問題は、足が地上で滑っているかのように見える、いわゆる「フットスケート」である。
【０００３】
移動運動を再生するための運動学的方法は、大抵ロボットのように見えてしまう副次的影響に悩まされており、一方で、運動力学を取り入れるとより写実的な動きを生成できるものの、コンピュータ的には費用が相当高くなってしまう。
【０００４】
したがって、アニメーションを目的とする移動運動の再生のために、現存の技術を改良する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本明細書では、足を有するキャラクターのアニメーション用計算モデルにおいて使用される技術を説明する。各足の下の圧力中心は、移動運動サイクル間、それが足の底表面に沿って、離散した位置に移動するのに応じて追跡される。少なくとも二本の足が相互に同期化され、各足はそれ自身のサイクルを持ち、写実的な様式で動きを再生する。システムは規格化された移動運動システムであって、種々のキャラクター形態に適応可能であり、リアルタイムで完全に微調整が可能である。
【０００６】
本発明にかかる第一の広義の態様によると、少なくとも一組の足を有するキャラクターのキャラクターアニメーションの移動運動を表すための方法が提供される。この方法は、少なくとも一組の足の各足の表面下にある圧力中心の移動を識別するサイクルであって、このサイクルは移動運動の種類に応じ、かつサイクルの各フェーズは、サイクルを通して定位置にある足に関する圧力中心の位置に対応するサイクルを規定し、マスタースレーブ関係であって、マスターは少なくとも一組の足によって支持される荷重の大部分を有し、かつ一連のルールにしたがってスレーブにいつ荷重を移動させるかを決定するマスタースレーブ関係を確立することによって少なくとも一組の足を相互に同期し、少なくとも一組の足の間で荷重を前後移動し、荷重が移動する度にマスタースレーブ関係を逆転することを含む。
【０００７】
本発明にかかる第二の広義の態様によると、少なくとも一組の足を有するキャラクターのキャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステムが提供される。このシステムは、コンピュータ内プロセッサと、少なくとも一組の足の各足の表面下にある圧力中心の移動を識別するサイクルを記憶するよう構成されたメモリであって、このサイクルは移動運動の種類に対応し、かつサイクルの各フェーズは、サイクルを通して定位置にある足に関する圧力中心の位置に対応するメモリと、プロセッサとメモリに連結したアプリケーションとを含み、このアプリケーションは、マスタースレーブ関係を確立することによる少なくとも一組の足の相互同期化用に設定され、マスターは少なくとも一組の足によって支持される荷重の大部分を有し、一連のルールにしたがってスレーブにいつ荷重を移動させるか決定し、かつこのアプリケーションは少なくとも一組の足の間における荷重の前後移動用に設定され、荷重が移動する度にマスタースレーブ関係は逆転する。
【０００８】
本発明にかかる第三の広義の態様によると、少なくとも一組の足を有するキャラクターのキャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステムが提供される。このシステムは、少なくとも一組の足の位置及び圧力中心の位置をサイクルにしたがって決定するよう構成された足位置モジュールであって、このサイクルは少なくとも一組の足の各足の表面下にある圧力中心の移動を識別し、このサイクルは移動運動の種類に対応し、かつサイクルの各フェーズは、サイクルを通して定位置にある足に関する圧力中心の位置に対応する足位置モジュールと、マスタースレーブ関係を作ることで少なくとも一組の足を同期化するよう構成された同期化モジュールであって、マスターは少なくとも一組の足によって支持される荷重の大部分を有し、かつ一連のルールにしたがってスレーブにいつ荷重を移動させるか決定する同期化モジュールと、マスターからスレーブに荷重を移動させるよう構成された荷重移動モジュールとを含む。
【０００９】
本発明の例示のため、移動運動の種類として歩行を用いて説明するが、本発明は歩行に限られず、いかなる種類の移動運動及びいかなる種類の足取りにも拡大適用されることは理解すべきである。さらに、説明において用いた歩行サイクルのフェーズは限定的ではなく、異なる足取りを生み出すために、要望どおり変化できることも理解すべきである。
【００１０】
さらに、本発明の特徴及び利点は、添付図面と組み合わせて、下記詳細な説明より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による、キャラクターアニメーションに関する移動運動を表すための方法を示すフロー図である。
【図２】歩行サイクルにおける異なるフェーズの実施例を示す表である。
【図３】歩行サイクルを通しての足の下の圧力中心位置に関する実施形態を示す。
【図４】図２で示すサイクルに対応する足円盤の実施形態を示す。
【図５】図２で示す、サイクルを通しての足の動きに関する実施形態を示す。
【図６Ａ】本発明の実施形態による、異なるサイクルを有する４種類の移動運動を示す。
【図６Ｂ】本発明の実施形態による、異なるサイクルを有する４種類の移動運動を示す。
【図６Ｃ】本発明の実施形態による、異なるサイクルを有する４種類の移動運動を示す。
【図６Ｄ】本発明の実施形態による、異なるサイクルを有する４種類の移動運動を示す。
【図７Ａ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｂ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｃ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｄ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｅ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｆ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｇ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｈ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｉ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｊ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｋ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｌ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｍ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｎ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｏ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図７Ｐ】歩行サイクルを通してのアニメの人物の下半身の実施形態を示す。
【図８】キャラクターアニメーションの移動運動を表すシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
添付図面を通じて、類似の特徴は類似の参照符号によって識別されることは留意すべきである。
【００１３】
図１はアニメーション中のキャラクターの移動運動を表すための方法１０を示す。キャラクターは一組の下肢を有する。例えば犬の場合、キャラクターは一組以上の足を有することができることは留意すべきである。この方法の第１ステップは、各足１２の移動運動サイクルの規定である。移動運動は周期的であり、繰り返される複数の編成フェーズへと分解することができる。歩行を例に挙げると、サイクルは２歩のステップを表し、すなわち１ステップは右足によって実施され、かつ１ステップは左足によって実施される。歩行サイクルの最後では、各足は、サイクルの始めと同じ位置に戻る。
【００１４】
一実施形態において、歩行サイクルは７フェーズに分解できる。それらはフットストライク、中期スタンス、終期スタンス（ヒールオフ）、プレスイング（トーオフ）、初期スイング、中期スイング、及び終期スイングである。これらのフェーズはさらに２つの広範なカテゴリー、すなわち、スタンスフェーズ（トーオフ及びヒールストライク）、及びスイングフェーズに分類できる。図２は７フェーズの各々がどのように一組の足に対応して分類されるのかを示す。行２０及び２２はそれぞれキャラクターの左足及び右足に関連する。行２４及び１６は、特定のフェーズがスタンスフェーズまたはスイングフェーズなのかを識別し、かつ行２８は特定のフェーズが単脚サポートまたは両脚サポートカテゴリーに属するかどうかを識別する。歩行サイクルの始期においては、左足は終期スタンスフェーズにあり、一方右足は終期スイングフェーズにある。キャラクターが２歩進む間、各足は引き続きサイクルの各フェーズを経て進む。歩行サイクルの終期においては、各足はその初期フェーズに戻る。これらフェーズの若干部分は単脚サポートに対応し、それは体重が片足によって完全に支持されていることを意味し、一方でその他の部分は両脚サポートに対応し、それは体重が両足にわたって分布することを意味する。
【００１５】
移動運動サイクルは何フェーズにも分解することができることは理解すべきである。さらに、サイクルは２歩より少ないまたは２歩より多いステップに対応する。例えば、ギャロップする馬の場合、２本の後ろ足が同時に動くが、これはそれらが同時に地面に接触することを意味する。この場合、サイクルは１ステップとして規定できる。その他の例においては、キャラクターが２ステップごとに左足を引きずる。このような場合、サイクルは４ステップ、すなわち、右足によって実施される２歩の通常ステップ、左足によって実施される１歩の通常のステップ及び１歩の跛行ステップで規定される。
【００１６】
一実施形態において、足の下の圧力中心（ＰＣ）は歩行運動間に循環する全サイクルをわたって移動し、その位置を離散する。この実施形態において、移動運動サイクルは８フェーズに分けられ各フェーズはＰＣ位置にしたがって規定される。図３はＰＣが足の底表面に沿って識別される、種々の位置を表す実施形態を示す。位置「０」はカルカニューム（Ｃ）、すなわち踵の骨に対応する。位置「１」は、アストラガル（Ａ）、すなわち足の骨と接合して足関節を形成する足首部の骨に対応する。位置「２」はタルザス（Ｔ）、すなわち頚骨と腓骨の間の足の骨及びメタタルザスから成る一かたまりに対応する。位置「３」はメタタルザス（Ｍ）に対応し、すなわち足の甲を形成し、かつ足指と足首の間に５本の骨を含む人間の足の中央部にあたる。位置「４」はファランクス（Ｐ）、すなわち足指の骨に対応する。位置「５」はオフトー（Ｏ）、すなわち足指の先端に対応する。位置「６」はスイング位置（Ｓ）に、位置「７」はエレヴェイション位置（Ｅ）に対応する。位置「８」はＰＣがカルカニューム（Ｃ）に戻ったときのものである。
【００１７】
全サイクル間の足の動きを表したＰＣに関する、これら８つの識別された各位置から構成される円盤は、この周期性を利用して図４に示される。各フェーズは、円盤上に、その前フェーズからの主要フレーム挿入として認識される。各フェーズにおける主要位置は地面に対する偏平足の最大角度値として規定される。図２で示されるように、サイクルは、カルカニューム（Ｃ）に位置するＰＣに対応する「０」や、アストラガル（Ａ）に位置するＰＣに対応する「１」などの、浮動値φε［０、８］で完了し、ループする。
【００１８】
図５に示されるとおり、足円盤と共に、スタンスフェーズ（［０、５］におけるφ⇔ＣＡＴＭＰＯ）の間に各足の下でＣからＯに直進し、スイングフェーズ（［５、８］におけるφ⇔ＯＳＥＣ）の間に逆戻りすると考えられる足の圧力中心の完全制御がある。スタンスフェーズ間、ＰＣはカルカニューム（Ｃ）位置からオフトー位置（Ｏ）へ移動し、地面に関しては、足は前進しない。サイクルの間、φ値に拠って各足位置は周辺フェーズにおける２つの主要位置の間に挿入される。
【００１９】
図６Ａから図６Ｄは、異なるサイクルを有する４種の移動運動、すなわちそれぞれ標準歩行、爪先歩行、後方歩行、および後方爪先歩行を示す。各移動運動の種類はそれぞれのサイクルに関連する。サイクルはすべて８フェーズに分解され、各フェーズは足の下のＰＣの特定位置に対応する。しかしながら、フェーズに関連する足位置は移動運動の種類によって異なる。エレヴェイションフェーズ（Ｅ）を例に挙げると、標準歩行間、足は地面に水平でありＣＰは足の下の同じ位置を占めるものの、爪先歩行間、足は地面の方向に向けられる。結果的に、サイクルはＣＰの位置及びサイクルの各フェーズに関連する足の空間位置によって規定される。サイクルが規定されたあとは、足の空間位置はφ値を使用して決定される。
【００２０】
図１を参照すると、方法１０の第２ステップは足１４の同期化である。二足移動運動を表すため、２つの足円盤を用いて各足の動きを表し、足は互いに同期化される。マスタースレーブ関係は二足間で確立され、二足間に身体荷重を分配しプロセスを同期化する。方法１０の最終ステップは、一組の足の間における荷重の前後移動１６である。各足はそれ自身のＰＣを有し、全体的圧力中心（ＧＰＣ）は動作の間、一方の足から他方へ荷重を移す役割として２つのＰＣ間で前後に振動する。荷重の大部分を有するいずれかの足がマスターになり、もう片方がスレーブになる。マスターがスレーブへ荷重を移動させる準備が整った際、マスターはスレーブに荷重を受ける準備が整っているかを問い合わせる。整っている場合、荷重は移動しマスタースレーブの役割は逆転する。整っていない場合、マスターは、マスター及びスレーブの速度を調整し、２つが同時発生するよう移動の準備が整うようにする。例えば、スレーブの速度は増加することができ、かつマスターの速度は減少することができる。
【００２１】
ＧＰＣは各足からＰＣに接合する線に沿って地上を移動する点として認識される。足のＰＣ線上のＧＰＣ位置は浮動値ｐε［−１、１］によって規定され、ＰＣの左または右の近似を符号化している。足が荷重を支持することが可能かどうか、かつそれを支持する荷重をいつ移動させたいのかが一度わかると、ステップバイステッププロセスにおいて同期化が発生する。足がＭに到達すると、反対の足に対し、荷重（［０、３］の反対側のφ⇔ＣＡＴＭ）を運ぶ準備が整っているかを問い合わせる。反対の足がこの状態にあれば、足はｐ値をその反対側に投入することで荷重を移動させる。反対の足の準備が整っていなければ、足円盤は速度を緩め反対の足に急ぐよう要求する。そのため同期化は、２つの足のフェーズ（φ左＝（φ右＋４）モデューロ（８））が反対側にあるときが理想的である。
【００２２】
歩行サイクル間、地面に投影されたＧＰＣの動きは直線進路にしたがわない。支持足から他の足へのｐ値振動は、正弦曲線に類似する進路を描く。ＧＰＣは、両脚サポートフェーズでは支持多角形内にある。支持多角形の概念が、地上に投影された足によって形成された多角形にまで常に広げられると（スイングフェーズ間であっても）、ＧＰＣは単脚サポートフェーズにおいてもこの多角形内に居残り、まさにこの歩行動作の不均衡な性質を統合する。デジタルキャラクターの重心位置が地上のＧＰＣからの垂直線上にあることが確保される場合、重心及び圧力中心は調整可能であり、そして大まかな重心（そして骨盤）位置を調整する。一実施形態において、ＧＰＣから上がり重心付近を通過する線は地面に垂直である。その他の実施形態において、線は地面に垂直ではなく、シフトは地上のＧＰＣと重心の投影の間に存在する。重心位置はシフトを調整する規格化されたパラメータによって歩行中に調整することができる。シフトはまた、特定の歩き方に対する重心位置の調整を可能とする。
【００２３】
図７Ａから図７Ｐは、全歩行サイクルの実施形態を示す。下半身のみが示されている。右足用のＰＣは５０Ａで表され、一方で左足用のＰＣは５０Ｂで表される。ＧＰＣは５２で表され、その動きによって地面に描かれる通路は５６で表され、図７Ｐにおいて示される。また、地面に投影され、歩行サイクル間に移動する歩行者の重心５４も示される。重心５４は動的に（重心５４に付け加えられたパラメータ化されたオフセットと共に）ＧＰＣ５２を追う。上半身もＧＰＣ５２ターゲットからのシフトを決定するために使用される。右ＰＣ５０Ａ及び左ＰＣ５０Ｂは、全サイクルを通して図５に示される実施例のように、各足の表面下に表示される。
【００２４】
各図の左下隅の大きな円盤は（図４に示されるように）、全サイクルを通しての左足と右足の位置を示す。実線は左足の位置を示し、一方破線は右足の位置を示す。例えば、図７Ａにおいて、左足はＴフェーズ（φ左＝２）にあり、右足はＳフェーズ（φ右＝６）にある。小さな円盤中の短線は荷重の分配を表し、短線の様式（例えば実線または破線）は、サイクルの中の任意の瞬間においていずれの足がマスターであるかに拠る。図７Ａから図７Ｇにおいては、左足がマスターで、右足がスレーブである。図７Ｈから図７Ｏにおいては、右足がマスターで、左足がスレーブである。図７Ｐにおいては、マスタースレーブ関係はまた逆転し、左足がマスターに、かつ右足はスレーブとして動作する。
【００２５】
一実施形態において、スタンスフェーズ間、リアルタイムで調整されるいくつかの歩行パラメータは、足の動き、すなわちヒールストライク及びトーオフ要素ならび二足の開口を具現化するのを可能とする。ヒールストライク要素は踵が地面に接触する際の足の傾斜を調整し、それは足円盤のカルカニューム位置（Ｃ）に対応する。トーオフ要素は足が地面から離れる際の足の傾斜を調整し、それは足円盤のオフトー（Ｏ）に対応する。足の開口は足の開口角を調整し、それは距骨から上がる垂直線に関する偏揺れ角に対応する。スイングフェーズにおいては、足のＰＣは各新ステップにおいてリアルタイムで計算された経路にしたがって動き、望ましい規格化された歩長及び使用者が規定したいくつかの歩行パラメータ、例えばステップ幅、前後スイング、規格化された高さ、跛行要素などによって調整される
【００２６】
デジタルキャラクター歩行の全体速度の調整は、規格化された歩長及び各足円盤の速度（φ値変動ステップ）に直接関連し、それはステップ周波数に関する一般的概念に対応する。その他いくつかの規格化された歩行パラメータは、例えば骨盤の上／下／横振動幅、肩の振動／ツイスト幅、腕の振動／回転幅など、使用者がリアルタイムで必要な数値を調整して足取りを具現化することを可能とする。
【００２７】
規格化されたデータを利用する上記技術の性質に起因し、この技術を完全にあらゆるデジタルキャラクター形態（脚、足、及び足指の長さ）に適用できる。あらゆる容認可能な歩行速度を制御することができる。規格化されたパラメータを調整することで、または典型的歩行スタイルのためのいくつかのプリセットパラメータを搭載することによって特定のキャラクターの足取りまたは特定化されたキャラクターの特定の足取りはリアルタイムで具現化できる。図５に示されるよう二足円盤は、リアルタイムで爪先または後方歩行などの高レベルな足取りのトポロジーを統合するために変形することができる。
【００２８】
走行運動は歩行運動と異なる（両脚サポートフェーズではなく浮遊フェーズである）が、各足の下のＣＰ動作はこれら２つの移動運動の歩調で同一となる。そのため、ここに記載される技術は、完全に、デジタルキャラクターの走行に適用可能である。ただし足が動き出す前に荷重を移動させるのを可能とするため、それ自身のルールを変更しなければならない。
【００２９】
種々の移動運動における種々のペース間の推移（例えば起立→歩行→走行→歩行→起立）は、使用者には完全に明白である。あらゆる推移は、リアルタイムで、またはそうでなくとも、円盤の速度と荷重移動ルールを多様化させることで操作される。さらに、歩行／走行プロセス間のみならず、起立状態、小ステップ旋回、及び骨盤振動プロセス間においても、使用者はデジタル体勢の制御を示すことができる。
【００３０】
ＰＣ位置（φ値）及びｐ値は支持多角形中の略重心を移動させるために変化し、そして自然平衡を測定する。さらに、複数の足円盤の相互同期化は、偶数本の、複数の足を持つキャラクターに使用することができる。
【００３１】
図１に示される方法は、プロセッサ及びメモリを備えた機械によって実行することができることは留意すべきである。足の下の圧力中心及び足に関する位置の移動を識別するサイクルはメモリに記憶される。そしてプロセッサは、一組の足を同期化し、かつ一組の足の間で荷重を前後に移動させるステップを実行するよう構成される。
【００３２】
図８はアニメーションにおけるキャラクターの移動運動を表すシステム１００の一実施形態を示す。システム１００は足位置モジュール１０２、同期化モジュール１０４、荷重移動モジュール１０６を含む。足位置モジュール１０２はメモリを備え、メモリには移動運動の規定種に対応する足円盤が記憶される。足円盤は移動運動間の参照足位置を含む。各参照足位置は足の下のＣＰ位置とφ値に関連する。
【００３３】
足位置モジュール１０２は一組の足位置及び各足のＣＰ位置を決定するよう構成される。足位置モジュール１０２は内部メモリに記憶された足円盤にアクセスする。移動運動中、足位置モジュールは各足の次の位置及びＣＰの次の位置を足円盤にしたがって決定する。移動運動は、一つは右足用、もう一つは左足用の２つの異なる足円盤によって表すことができることは留意すべきである。この場合、足位置モジュール１０２はそれぞれの足円盤にしたがって、各足位置を決定する。
【００３４】
同期化モジュール１０４は各足のＣＰ位置を足位置モジュール位置１０２から受け取る。同期化モジュール１０４は各足のＣＰ位置を利用していずれの足がマスターか決定する。一実施形態において、同期化モジュール１０４は全体的圧力中心を生成し、かつマスターは全体的圧力中心の位置にしたがって決定される。浮動値ｐε［−１、１］は足のＰＣ線上のＧＰＣ位置に関連することができる。この場合、同期化モジュール１０４はｐ値にしたがってマスターを決定する。
【００３５】
同期化モジュール１０４は、さらに、荷重が一方の足からもう一方の足に移動しなければならない時期を決定するよう構成され、かつ荷重移動モジュール１０６にこの情報を送信する。この情報を受け、荷重移動モジュール１０６は荷重を移動しマスタースレーブ関係を逆転する。同期化モジュール１０４はまた、圧力中心の位置にしたがって重心位置を調整する。
【００３６】
一実施形態において、同期化モジュール１０４はスレーブが荷重を受ける準備ができているかどうかを決定する。準備が整っている場合、同期化モジュール１０４は、荷重移動モジュール１０６に荷重を移動するよう要求し、マスタースレーブ関係は逆転する。そうでない場合、同期化モジュール１０４はマスター及びスレーブの速度を調整する。マスター及びスレーブが荷重移動の準備ができていると決定されると、同期化モジュール１０４はマスタースレーブ関係を逆転し、荷重移動モジュール１０６に荷重を移動するよう要求する。
【００３７】
本発明は方法として実施することができ、システム、コンピュータ読み取り可能媒体もしくは電気または電磁シグナルにおいて実施化できることは留意すべきである。
【００３８】
上記発明の実施形態は例示目的のみである。そのため本発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることを意図する。
【図１】
2010539569.tif 000003
【図２】
2010539569.tif 000004
【図３】
2010539569.tif 000005
【図４】
2010539569.tif 000006
【図５】
2010539569.tif 000007
【図６Ａ】
2010539569.tif 000008
【図６Ｂ】
2010539569.tif 000009
【図６Ｃ】
2010539569.tif 000010
【図６Ｄ】
2010539569.tif 000011
【図７Ａ】
2010539569.tif 000012
【図７Ｂ】
2010539569.tif 000013
【図７Ｃ】
2010539569.tif 000014
【図７Ｄ】
2010539569.tif 000015
【図７Ｅ】
2010539569.tif 000016
【図７Ｆ】
2010539569.tif 000017
【図７Ｇ】
2010539569.tif 000018
【図７Ｈ】
2010539569.tif 000019
【図７Ｉ】
2010539569.tif 000020
【図７Ｊ】
2010539569.tif 000021
【図７Ｋ】
2010539569.tif 000022
【図７Ｌ】
2010539569.tif 000023
【図７Ｍ】
2010539569.tif 000024
【図７Ｎ】
2010539569.tif 000025
【図７Ｏ】
2010539569.tif 000026
【図７Ｐ】
2010539569.tif 000027
【図８】
2010539569.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月18日(2010.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一組の足を有するキャラクターアニメーションの移動運動を表す方法であって、前記方法は、
前記少なくとも一組の足の各足の表面下にある圧力中心の移動を識別するサイクルであって、前記サイクルが移動運動の種類に応じ、かつ前記サイクルの各フェーズが、前記サイクルを通して定位置にある足に関する前記圧力中心の位置に対応するサイクルを規定し、
マスタースレーブ関係であって、前記マスターが前記少なくとも一組の足によって支持される荷重の大部分を有し、かつ一連のルールにしたがって前記スレーブにいつ前記荷重を移動させるかを決定するマスタースレーブ関係を確立することによって少なくとも一組の足を相互に同期し、
前記少なくとも一組の足の間で前記荷重を前後移動し、前記荷重が移動する度に前記マスタースレーブ関係を逆転することを含むことを特徴とする、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記サイクルの規定が、前記サイクルの各フェーズへのフェーズ値の割り当てを含み、前記フェーズ値は前記サイクルの全フェーズ数を法として最小値から最大値まで変化する、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記サイクルのフェーズが２グループに分けられ、第１グループはスタンスフェーズに対応し、第２グループはスイングフェーズに対応する、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記荷重の前記移動は、移動した前記荷重に応じて、各足の前記圧力中心の間を前後に振動する全体的圧力中心の規定を含む、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記全体的圧力中心の位置への浮動値の割り当てをさらに含み、前記浮動値は最小値と最大値の間で振動し、前記最小値は前記少なくとも一組の足のうちの一本に完全に支持される前記荷重に対応し、前記最大値は、前記少なくとも一組の足のうちのもう片方の足に完全に支持される前記荷重に対応する、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項６】
請求項４に記載の方法であって、前記全体的圧力中心の位置にしたがう重心位置の決定をさらに含む、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記マスターの速度及び前記スレーブの速度の調整をさらに含む、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の方法であって、前記サイクルの規定が、第１足に対する第１サイクル及び第２足に対する第２サイクルの規定を含む、キャラクターアニメーションの移動運動を表す方法。
【請求項９】
キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステムで、前記キャラクターは少なくとも一組の足を有し、前記システムは、
コンピュータ内プロセッサと、
前記少なくとも一組の足の各足の表面下にある前記圧力中心の移動を識別する前記サイクルを記憶するよう構成されたメモリであって、前記サイクルが移動運動の種類に対応し、かつ前記サイクルの各フェーズが、前記サイクルを通して定位置にある足に関する前記圧力中心の位置に対応するメモリと、
前記プロセッサと前記メモリに連結したアプリケーションとを含み、前記アプリケーションは、
前記マスタースレーブ関係を確立することによる少なくとも一組の足の相互同期化用に設定され、前記マスターが前記少なくとも一組の足によって支持される前記荷重の大部分を有し、一連のルールにしたがって前記スレーブにいつ前記荷重を移動させるか決定し、かつ、
前記少なくとも一組の足の間における前記荷重の前後移動用に設定され、前記荷重が移動する度に前記マスタースレーブ関係が逆転する、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムであって、前記メモリ内でフェーズ値が前記サイクルの各フェーズに割り当てられ、前記フェーズ値は前記サイクルの全フェーズ数を法として最小値から最大値まで変化する、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１１】
請求項９に記載のシステムであって、前記アプリケーションは、移動した前記荷重に応じて、各足の前記圧力中心の間を前後に振動する全体的圧力中心を生成するよう設定される、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムであって、前記アプリケーションは前記全体的圧力中心の位置に浮動値を割り当てるよう設定され、前記浮動値は最小値と最大値の間で振動し、前記最小値は前記少なくとも一組の足のうちの一本に完全に支持される前記荷重に対応し、前記最大値は、前記少なくとも一組の足のうちのもう片方の足に完全に支持される前記荷重に対応する、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１３】
請求項１１に記載のシステムであって、前記アプリケーションが前記全体的圧力中心の位置にしたがって重心位置を決定するよう設定される、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１４】
請求項９に記載のシステムであって、前記アプリケーションが前記マスターの速度及び前記スレーブの速度を動的に調整するよう設定される、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【請求項１５】
請求項９から１４のいずれか一項に記載のシステムであって、前記メモリが第１足に対する第１サイクル及び第２足に対する第２サイクルを記憶する、キャラクターアニメーションの移動運動をデジタル処理で表すシステム。
【国際調査報告】
2010539569.tif 000029
2010539569.tif 000030