Введение. 
Методы скелетной анимации для трансформации полигональных поверхностей трехмерных моделей

Одним из основных этапов при разработке 3D-видеоигр и мультипликационных фильмов является собственно анимация трёхмерных моделей. Трёхмерная модель обычно является полигональной трёхмерной поверхностью, анимация которой в конечном этапе сводится к трансформациям (перемещениям) вершин, образующих эту поверхность. Анимация моделей может задаваться различными способами, включая методы Motion Capture, моделирования физического поведения объектов, анатомии реального человека и т. д. Наибольшее распространение, однако, получили методы скелетной анимации.

В данной статье описываются основы скелетной анимации в традиционном виде и недостатки, возникающие при его практическом применении. Кроме того, приводится анализ работ, развивающих принципы скелетной анимации, в том числе, для устранения этих недостатков.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

В данной статье под моделью персонажа понимается трёхмерная полигональная сетка (polygon mesh) или оболочка, которая представляет собой совокупность вершин, рёбер и граней, определяющих форму отображаемого полигонального объекта. С вершиной связана информация о её координатах, векторах нормали и координатах налагаемых текстур — растровых изображений, используемых для задания цвета, иллюзии рельефа и детализации модели.

Термин «базовая форма» используется для описания недеформированной модели персонажа. Базовое положение вершины — положение вершины в базовой форме модели. Под ключевой формой подразумевается форма, которая придаётся модели в ключевом кадре анимации. Под анимацией понимается трансформация оболочки модели из начального положения в конечное (из одной ключевой формы в другую). Форма модели в каждом промежуточном кадре интерполируется по ключевым формам. При этом может применяться дискретная, линейная или нелинейная интерполяция (например, кривые Безье).