能表达音乐特徵人体动画自动产生机制.PDF

能表達音樂特徵的人體動畫自動產生機制 Automatic Generation of Character Animations for Expressing Music Features 雷嘉駿 李蔡彥 國立政治大學資訊科學系 國立政治大學資訊科學系 g9506@.tw li@.tw 摘要 達除節奏外，旋律常常是吸引聽眾注意並用以表達 的音樂內容。因此，根據音樂特性，在沒有動作資 近年來電腦計算能力的進步使得 3D 虛擬環境 料庫下自動化產生使用者偏好的動作以詮釋音 得到廣泛的應用。本研究希望能在虛擬環境中結合 樂，是本文將探討的研究議題。 人體動畫和音樂的特色，以人體動畫來詮釋音樂。 我們希望能設計一個智慧型的人體動作產生器，賦 2.相關研究 予虛擬人物表達音樂特徵的能力，讓動作會因為“聽 到”不同的音樂而有所不同。基於人類聽覺的短暫 旋律是音樂中最容易被記得的部份。Delone[2] 性，系統會自動抓取音樂特徵後將音樂切割成多個 認為任何旋律的必要元素包含音高、節奏和音色， 片段、對每一片段獨立規劃動作並產生動畫。過去 但是音色的改變並不會影響旋律的確認。 Delone的 動畫與音樂相關的研究中，許多生成的動作都經由 實驗證明，同一段旋律由兩種不同音色的樂器演 修改或重組運動資料庫中的動作。本研究分析音樂 奏，實驗者能確認出來。 和動作之間的關係，使用程序式動畫產生法自動產 過去有很多研究關於人類是如何建立一個架 生多變且適當的詮釋動作。實驗顯示本系統能通用 構來記憶音樂。Dowling[3]發現旋律的輪廓比旋律 於 LOA1 人體模型和 MIDI音樂；此外，透過調整 更容易記憶；旋律的輪廓可以由音符的音高起伏和 系統中的參數，我們能產生不同風格的動畫，以符 節奏長短刻畫。因此兩個輪廓不相似的旋律很容易 合不同使用者偏好和不同音樂曲風的特色。 區別。 Dowling 以實驗證明，一段耳熟能詳的旋律 關鍵詞 ：虛擬環境、人體動畫、音樂特徵。 和一段輪廓相似但不完全相同的旋律，發現只要相 對音程相似的情況下都能確認出來，這個實驗中只 1.前言 測試短期的（ short-term ）旋律。他們嘗試改變旋律 的音階來增加確認的困難度，發現音階改變後只要 隨著硬體設備的進步和 3D技術的增進，往日只 輪廓一樣都能確認出來。此外，人類的即時記憶力 能在大型主機上才能執行的虛擬實境，現今在一般 是有限的，對於長期的（ long-term ）旋律，演奏下 桌上型電腦上也能負擔得起，虛擬實境也因此有了 來，多數聽眾只會記得剛剛演奏過的音，更久之前 廣泛的應用，如科學模擬分析、遠距會議、飛行模 的音往往會馬上忘記。 擬等方面均有其應用。人們也將許多生活上的行為 以人體動畫結合音樂的議題在過去已有不少 在虛擬實境中實現，如娛樂視覺效果、環境的導覽 成果。由動作和音樂之間的關係可分為以下三類: 系統等。 第一類、根據動作產生音樂： Mishra and Hahn 虛擬實境是由電腦模擬出來的三度空間，