Kinematički model čovjeka

Uvod

Korištenjem računalne grafike i animacija u raznim područjima (znanstvena istraţivanja, filmska industrija, razvoj igara), došlo je do potrebe za što stvarnijim i preciznijim prikazivanjem ljudskog lika te njegovih kretnji u digitalnom okruţenju. U tu svrhu počele su se koristiti kinematičke strukture, koje predstavljaju skup elemenata („kosti“) međusobno povezanih u spojnim točkama („zglobovi“) koji se mogu translatirati i rotirati te na taj način simulirati kretnje. Također se kinematička kontrola, bila ona direktna ili inverzna, pokazala kao uspješna tehnika za interaktivno pozicioniranje i animiranje kompleksnih artikuliranih struktura.

U ovom radu prvo ćemo se pozabaviti općenitim opisom izgradnje kinematičke strukture (hijerarhijsko stablo elemenata – kostiju i zglobova) koja predstavlja grubi kostur čovjeka. Uz to budu predložene te razrađene i razne metode upravljanja strukturom, kako direktne tako i inverzne kinematike. Direktna kinematika se odnosi na zadavanje kutova pokretnih elemenata unutar hijerarhijskog modela preko kojih se određuje položaj elemenata. Inverzna kinematika rješava problem kad je poznata ciljna pozicija, te je na osnovu nje potrebno odrediti kutove elemenata.

Nakon toga ćemo opisati implementaciju kinematičke strukture i nekih metoda kinematike korištenjem programskog jezika C++ i grafičkog standarda OpenGL. Na kraju ćemo uz par primjera objasnit utjecaj određenih parametara i korištenih metoda kinematike na ishod te izgled animiranja kinematičkog modela čovjeka.