Synthesizing data driven and physics based character motions with mathematical methods
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Matematik A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ZÜMRA KAVAFOĞLU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): HAŞMET GÜRÇAY
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Hem fiziksel gerçekçiliğe hem de insansı stile sahip karakter hareketlerinin sentezlenmesi, insan vücudunun yüksek boyutlu ve karmaşık yapısı göz önüne alındığında çözülmesi zor bir problem oluşturmaktadır. Hareket yakalama teknolojisi ve kinematik hareket sentezleme alanındaki son gelişmeler oldukça doğal stillere sahip insansı karakter hareketlerinin sentezlenmesini sağlamaktadır. Ancak bu kinematik tekniklerle sentezlenmiş hareketler önceden üretilmiş referans veriye bağımlı olduklarından, çevreyle gerçekçi etkileşim yetisinden yoksundurlar. Bu noktada, fizik tabanlı simülasyonun karakter hareket sentezleme sürecine dahil edilmesi ihtiyacı doğmaktadır. İnsansı karakter hareketlerinin yüksek boyutlu ve eksik tahrikli doğası ile baş edebilmek için hareket sentezleme yaklaşımlarında matematiksel optimizasyon ve öğrenme yöntemlerinden faydalanmak oldukça yaygındır. Biz bu tezde, matematiksel optimizasyon yöntemleri kullanarak iki yeni fizik tabanlı yaklaşım sunmaktayız. Ortaya koyulan ilk yaklaşım sağlam ve doğal ağırlık verme hareketleri üreten bir duruş kontrolcüsünün geliştirilmesidir. Bu yaklaşımda optimal karakter duruşlarının sentezlenmesi için doğrusal olmayan bir optimizasyon problemi tasarlanmıştır. Ortaya koyulan ikinci yaklaşım ise girdi olarak verilen referans hareketlerin stilini taklit eden bir veri güdümlü yürüme kontrol sistemidir. Bu yaklaşımda Kovaryans Matris Adaptasyonu yöntemi kullanılarak çevrimdışı bir optimizasyon yöntemiyle katsayı-fark eğrisi öğrenilmiştir. Öğrenilen bu eğri kullanılarak Sanal Kuvvet Modeli tabanlı hız ayarlama işleminin sanal kuvvet ve hız değişimi bileşenleri ilişkilendirilmiş ve bu sayede referans hareketlerin adım içi hız eğrilerinin yakın takibi sağlanmıştır.