numpy - 如何将 3D 姿势序列转换为 bvh 文件格式？

Question

我对动画和渲染软件非常陌生，所以如果我需要提供更多信息，请告诉我。我有一系列人体关节的 3D 位置（基本上是动作捕捉数据），代表不同类型的行走。正如我在这个视频中展示的那样，我已经设法使用 python 可视化序列。我拥有的每个数据都是一个大小为 TxJx3 的 numpy 数组，其中 T 是帧数，J 是关节数（在我的例子中是 21 个），3 代表 3 个坐标值。所以我的问题是，如何将这些 3D 位置转换为 BVH 文件，然后将其加载到搅拌机中？或者将它们转换为任何其他格式，以便我可以在搅拌机中加载这些数据？

标签： numpyblendermo-cap

Answer 1

好的，自己找到了解决方案。在这里发帖以防其他人发现这很有用。请原谅没有 LaTeX 渲染，显然，堆栈溢出不支持它（还），而且我在这里太新了，无法附加图像。

因此，在 BVH 格式中，关节之间存在以下关系：

$$pos_j = R_{P(j)}offset_j + pos_{P(j)}$$

其中 $pos_j$ 表示关节 $j$ 的 3D 位置，$P(j)$ 在任何DAG中返回关节 $j$ 的父节点（通常 DAG 从根开始并指向末端 -效应器）$offset_j$ 表示关节 $j$ 相对于其父节点 $P(j)$（也称为连接肢体）的偏移量，$R_{P(j)}$ 是确定应该 $ 多少的 3D 旋转offset_j$ 从初始位姿（通常是 T 位姿）旋转。在 BVH 格式中，对于每个父 $P(j)$，我们需要存储 $R_{P(j)}^{-1}R_j$。

当时我遇到的主要问题是处理有多个孩子的关节，例如根关节，它与双腿和脊柱都有连接。我最终遇到了这个 repo并挖掘了他们forward_kinematics内部的功能skeleton.py，意识到该怎么做。基本上，对于有多个孩子的关节，我必须使用 $offset=0$ 制作副本，并将它们分配为相应链的父级。因此，我制作了 3 个根的副本：一个成为左腿链的父级，一个成为右腿链的父级，一个成为脊柱的父级。对于其他有多个孩子的父母也是如此。是的，可视化效果很好！