動(dòng)畫自動(dòng)生成系統(tǒng)中情節(jié)規(guī)劃的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、動(dòng)畫自動(dòng)生成技術(shù)(AutomaticGenerationofComputerAnimation)由中科院數(shù)學(xué)所的陸汝鈐院士提出，它是人工智能技術(shù)與電影藝術(shù)，圖形學(xué)技術(shù)的結(jié)合，是以底層圖形學(xué)技術(shù)為支撐，在上層運(yùn)用人工智能技術(shù)以及電影藝術(shù)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)全新的領(lǐng)域。整個(gè)過程是一條動(dòng)畫片生產(chǎn)自動(dòng)化的技術(shù)路線，它的目標(biāo)是只要有了一個(gè)適當(dāng)?shù)墓适拢允芟拮匀徽Z言的形式把它輸入到計(jì)算機(jī)里，從此時(shí)開始，直到最終動(dòng)畫生成，每一步都是在計(jì)算機(jī)的輔助下完成的。

2、 情節(jié)規(guī)劃是動(dòng)畫自動(dòng)生成的一個(gè)模塊，同時(shí)，它又是基于知識(shí)的情節(jié)推理系統(tǒng)。在中文故事中，往往會(huì)出現(xiàn)一些無法用圖形語言直接表現(xiàn)的抽象動(dòng)作，該類動(dòng)作的出現(xiàn)使得動(dòng)畫片的底層實(shí)現(xiàn)遇到了障礙。情節(jié)規(guī)劃就是為解決這一問題而提出的，它在情節(jié)知識(shí)庫的幫助下將所有抽象動(dòng)作變?yōu)橐幌盗械木唧w動(dòng)作，從而為動(dòng)畫片底層的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。 本文以動(dòng)畫自動(dòng)生成技術(shù)為背景，對(duì)情節(jié)規(guī)劃中情節(jié)知識(shí)庫的知識(shí)表示以及情節(jié)規(guī)劃算法進(jìn)行研究，建立了基于知識(shí)的情節(jié)推理系統(tǒng)。

3、 首先，根據(jù)動(dòng)畫自動(dòng)生成系統(tǒng)常識(shí)知識(shí)的特點(diǎn)，建立了面向Agent的情節(jié)知識(shí)庫。該知識(shí)庫由劇本(Drama)Agent和情節(jié)(Plot)Agent組成，每一個(gè)Agent對(duì)應(yīng)一個(gè)抽象動(dòng)作，其內(nèi)部含有展開該抽象動(dòng)作的靜態(tài)知識(shí)和策略。整個(gè)知識(shí)庫呈森林結(jié)構(gòu)，知識(shí)單元以家族樹的方式組織，這種結(jié)構(gòu)層次分明，減少了知識(shí)冗余，并為情節(jié)推理機(jī)進(jìn)行情節(jié)推理提供了有序的查詢方式。從Agent內(nèi)部來看，靜態(tài)知識(shí)和策略的結(jié)合使得Agent表達(dá)抽象知識(shí)的能力增

4、強(qiáng)，同時(shí)也使得情節(jié)展開的結(jié)果具有多樣性和靈活性。 其次，本文對(duì)情節(jié)規(guī)劃算法進(jìn)行研究，建立了情節(jié)規(guī)劃推理機(jī)，并提出了情節(jié)合理性控制機(jī)制。該推理機(jī)封裝了情節(jié)規(guī)劃算法，通過調(diào)用Agent并根據(jù)Agent內(nèi)部的知識(shí)和策略完成展開。為了保證情節(jié)規(guī)劃結(jié)果的合理性和有效性，本文提出了基于STRIPS型F規(guī)則的情節(jié)合理性控制機(jī)制。該機(jī)制使得情節(jié)推理機(jī)依據(jù)人物或物體的狀態(tài)選擇適當(dāng)?shù)募?xì)化知識(shí)進(jìn)行展開，并按照動(dòng)作執(zhí)行后各角色的狀態(tài)實(shí)時(shí)更新狀態(tài)列表。該

5、機(jī)制的建立使得故事的展開能夠依據(jù)故事情節(jié)的發(fā)展進(jìn)行，其結(jié)果更加貼近故事本身，并具有多樣性的效果。 最后，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了情節(jié)推理子系統(tǒng)，并將其嵌入到動(dòng)畫自動(dòng)生成系統(tǒng)中，其中的工作包括：定義情節(jié)規(guī)劃輸入語言GF2和輸出語言ADL中動(dòng)作語言的格式，在原有情節(jié)推理機(jī)和知識(shí)庫的基礎(chǔ)上加入了抽象動(dòng)作提取、時(shí)間重排、動(dòng)作預(yù)處理等子模塊。這些工作的完成使得情節(jié)規(guī)劃模塊與動(dòng)畫自動(dòng)生成系統(tǒng)融為一體，并為前驅(qū)模塊和后繼模塊提供了統(tǒng)一的接口語言，為整