Motion Retargeting poprzez Reorientację Kości jako metoda animowania dla modów trójwymiarowych gier komputerowych retro

W tej pracy zaproponowana jest metoda Motion Retargetingu zwana jako Reorientacja Kości, która jest dostosowywaniem obrotów pomiędzy różnymi szkieletami (również obiektami), a mówiąc dokładniej kościami z różnymi orientacjami osi. Jeśli obrót kości A jest ograniczony aby kopiował obrót kości B, w ten sposób dając kości B kontrolę nad obrotem kości A, A będzie prawidłowo kopiować obrót B, ale oznacza to również że A zostanie obrócone jeśli orientacja A różni się od orientacji B. Inaczej mówiąc, A może nie mieć pożądanej orientacji w przestrzeni podczas kopiowania obrotu z B. Reorientacja Kości to po prostu dodanie dodatkowego obrotu po już istniejącym ograniczeniu obrotu, które ustawia ograniczaną kość do orientacji pożądanej przez użytkownika.Używając tej metody na dwóch przykładowych modelach postaci z gier komputerowych oraz ich szkieletach growy, w każdym przykładzie został stworzony rig do animacji który został ograniczony w obydwie strony (tzn. szkielet growy został ograniczony do riga oraz rig został ograniczony do szkieletu growego), umożliwiając kontrolowanie szkieletu growego poprzez rig do animacji oraz transferowanie (retargetowanie) animacji pomiędzy szkieletem growym a rigiem do animacji. To pozwala na tworzenie nowych animacji dla trójwymiarowych gier komputerowych retro poprzez użycie wyrafinowanych rigów do animacji, co stanowi cel motywacyjny pracy.Cały projekt został wykonany przy użyciu Blender, darmowego programu grafiki trójwymiarowej, co pozwala dowolnej osobie zreprodukować kroki wykonane w tej pracy.Dodatkowo, zaprojektowany został plugin do Blendera pod nazwą “BlenderOni” w celu automatyzacji pewnych funkcji programu Blender wymaganych dla zaproponowanej metody do działania, w ten sposób dostarczając praktyczną metodykę animowania i retargetowania animacji pomiędzy szkieletami.

In this thesis, a method of Motion Retargeting named Bone Reorientation is proposed, which is adapting rotation data between different skeletons (and also objects), and more specifically, bones with differing axis orientations. If the rotation of bone A is constrained to copy the rotation of bone B, therefore make B control the rotation of bone A, A will correctly copy the rotation of B, but that also means A will get rotated if the orientation of A is different from B. In other words, A may not have the desired orientation in space when copying rotation from B. Bone Reorientation is simply adding additional rotation after the existing rotation constraint, which effectively sets the constrained bone into orientation desired by the user.Using this method on two example video game character models and their skeletons, an animation rig is created and constrained to the game skeleton both ways in each example (as in, the skeleton is constrained to the animation rig and the rig is also constrained to the skeleton), allowing to control the game skeleton through the animation rig and transfer (retarget) animation data between the game skeleton and the animation rig. This makes it possible to create new animations for retro 3D video games using sophisticated animation rigs, which is the motivational goal of this thesis.The entire project was made using Blender, a free 3D graphics software, which allows anyone to replicate the steps described in this thesis.Additionally, a plugin for Blender named „BlenderOni” was designed in order to automate some of Blender’s functionalities necessary for the proposed method to work, effectively providing a practical workflow for animating and retargeting animations between skeletons.