Entwicklung und Implementierung einer Animationstechnik zur Simulation natürlicher Bewegungen in Computerspielen (PDF)

Inhaltsangabe:Einleitung:
Computeranimation ist zu einem wesentlichen Bestandteil unserer digitalisierten Welt geworden. Sie erleichtert die Interaktion von Mensch und Maschine, dient der Erläuterung von Sachverhalten und unterhält uns in CGI-Filmen und Computerspielewelten. In Zukunft könnte sie eine wichtige Rolle für den Einsatz von Avataren in Transaktionssystemen einnehmen.
Diese Diplomarbeit befasst sich zunächst mit der traditionsreichen Geschichte der Animation und zeigt anhand einiger Beispiele die wichtigsten Anwendungsgebiete in der heutigen Computerwelt.
Die Computertechnik und die damit verbundenen Möglichkeiten schreiten weiterhin schnell voran. Genauso entwickelt sich natürlich die Computeranimation weiter, was sich eindrucksvoll auf den Kinoleinwänden beobachten lässt.
Die rasche Weiterentwicklung der Computeranimationstechnik fordert zugleich auch die Hard- und Software Industrie, die immer leistungsfähigere Lösungen anbieten kann, so dass die Möglichkeiten nur durch die verfügbare Rechenkapazität begrenzt werden. Dennoch tauchen immer wieder Schranken des softwaretechnisch Machbaren auf, deren Überwindung eine grosse Herausforderung für die Wissenschaft der Computeranimation auch in Zukunft bleiben wird.
In Zusammenarbeit mit Firma B-Alive wurde untersucht, wie die Animationen einer bestehenden Tierpark-Simulation verbessert werden können. Ziel war es, die bereits verwendeten keyframebasierten Animationsphasen durch Bewegungsphasen zu ergänzen, welche in Echtzeit, also zur Laufzeit des Spiels berechnet werden. Dadurch werden beispielsweise die Bewegungsfähigkeiten eines Tieres so erweitert, das eine Kopfdrehung während der Bewegung, Sprungvorgänge oder Laufen über Steigungen und Gefälle möglich sind. Die Tierpark-Simulation findet in einer virtuellen 3D-Umgebung statt.
Die Einsicht, dass grundlegende Animationskonzepte besser in einer 2D-Umgebung untersucht und dargestellt werden können, führte zur Entscheidung, die gezeigten Bewegungstechniken und Methoden für die Ebene zu entwickeln. Als nächster Schritt ist die Transformation in die 3. Dimension geplant. Die Konzepte und Algorithmen wurden deshalb von Anfang an so gestaltet, dass eine leichte Konvertierung in den Raum möglich ist.
Zunächst wurden bereits existierende Animationsverfahren untersucht und einige aussichtsreiche Kandidaten ausgewählt. Auf dieser Basis wurde durch Erweiterung mit eigenen Methoden ein neues Animationssystem entwickelt.
Der Software-Prototyp [...]