臺灣博碩士論文加值系統

目前多數的3D角色模型自動化骨架綁定工具設置骨架的方式常見以模板骨架或小工具方式為主流，兩者皆依據制式的名稱來嵌入綁定功能，雖然省去架設及命名骨架的時間，但相對地限縮了綁定功能嵌入的彈性，造成使用者不便於角色綁定完成後再次修改骨架內容上的困擾。
本研究的主要目的為：一、改善使用模板與小工具所無法兼顧的問題。二、瞭解使用者對自動化綁定實際的需求。本研究分兩階段進行，第一階段首先以MAYA的Quick Rig作為個案研究對象，了解其特性與功能，並據此設計一套自動化骨架綁定工具，讓MAYA Quick Rig功能被運用在角色動畫的角色骨架綁定。以MAYA的腳本語言(MAYA Embedded Language, MEL)撰寫成一套讓使用者只須設定骨架起點與結束點就能嵌入綁定的工具，希望能解決因為改變骨架數量造成必需重新綁定的問題。第二階段為瞭解本研究所撰寫的自動化綁定工具的使用效能，首先邀請三位在業界具有十年以上工作經歷的專家，進行使用者經驗調查作為自動化綁定工具開發的依據。接著以半結構式訪談方式，讓專家們分享本研究自動化綁定工具測試的心得與建議。三位受訪專家對於本研究所開發的自動化綁定工具的功能均表示肯定。
本研究發現，使用者介面、使用說明與教學、以及使用功能等三點是開發自動化綁定工具最重要的三個項目。將模板骨架功能列入考量，可提升工具本身的便利性及功能多元性，有助於使用者直接使用本工具製作專案的效能。樣版骨架並非自動化綁定工具之必須，但可提供選項方式來增加工具活用性。

At present, most of the automatic rigging tools for 3D character models usually use template skeletons or widgets as the mainstream way of positioning skeletons. Both of them embed the rigging function according to the name of the standard. Although it can saves time to set position and name of the skeleton, It relatively reduces the flexibility of the embedded rigging function, which makes it inconvenient for users to modify the skeleton again after the character rigging is completed.
The main purposes of this study are: 1. To improve the problems that cannot be taken into account when using templates and widgets. 2. Understand the actual needs of users for automatic rigging. This research is carried out in two stages. In the first stage, we first take MAYA's Quick Rig as a case study to understand its features and functions, and design a set of automatic rigging tools accordingly, so that MAYA Quick Rig function can be used in the character rigging of character animation. Certainly. Written in MAYA Embedded Language, it is a set of tools that allows users to set the start and end points of the skeleton to embed rigging, hoping to solve the problem of re- rigging caused by changing the number of skeletons. In the second stage, in order to understand the use efficiency of the automatic rigging tool written in this research, three experts with more than ten years of work experience in the industry were invited to conduct a user experience survey as the basis for the development of the automatic rigging tool. Then, in the form of semi-structured interviews, let the experts share their experience and suggestions on the testing of automated rigging tools in this study. All three interviewed experts affirmed the capabilities of the automated rigging tools developed in this study.
This study found that user interface, instruction and teaching, and use functions are the three most important items for developing automated rigging tools. Taking the template skeleton function into consideration can improve the convenience and functional diversity of the tool itself, and help users to directly use this tool to make projects. Pattern skeletons are not required for automated rigging tools, but options are available to increase tool availability.

謝誌 I
摘要 II
Abstract III
目錄 V
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章、 緒論 1
第一節、 研究背景與動機 1
一、 研究背景 1
二、 研究動機 2
三、 研究目的 3
第二節、 研究範圍和限制 4
一、 研究範圍 4
二、 研究限制 4
第二章、 文獻探討 6
第一節、 骨架 6
一、 解剖學中骨架 6
二、 MAYA中的骨架特性 8
三、 程序化產生骨架 10
四、 動畫與遊戲引擎的支援差異 12
第二節、 蒙皮的演算種類介紹 15
一、 傳統的線性演算 15
二、 雙四元數演算(Dual Quaternion) 17
三、 權重混合演算(Weight Blended) 18
四、 平滑變形演算(Delta Mush) 19
五、 小結 21
第三節、 正向及反向運動 22
一、 正向運動學(Forward Kinematics, FK) 22
二、 反向運動學(Inverse Kinematics, IK) 23
三、 小結 26
第四節、 自動綁定工具 27
一、 特效及動畫公司的自動綁定工具 27
二、 一般的自動綁定工具 31
三、 小結 38
第三章、 研究方法 39
第一節、 研究對象與方法 39
一、 研究對象 39
二、 研究方法 40
第二節、 研究架構與流程 41
第三節、 研究工具 43
一、 3D人型自動化骨架綁定工具 43
二、 問卷及訪談大綱 43
第四章、 研究結果與分析 48
第一節、 自動骨架綁定系統 48
一、 網路上的自動骨架綁定 48
二、 MAYA的Quick Rig 51
三、 自動化綁定工具的研究與分析 57
第二節、 本研究的自動化骨架綁定工具 62
一、 使用介面與操作流程 62
二、 本研究之綁定工具開發遇到的問題與綁定結果 68
第三節、 訪談內容的研究與分析 74
一、 工具使用前問卷分析 74
二、 訪談內容分析 77
三、 分析與總結 94
第五章、 結論與建議 96
第一節、 研究結論 96
一、 改善使用模板與小工具所無法兼顧的問題 96
二、 從訪談內容中交叉比對瞭解使用者實際的需求 96
第二節、 建議 97
一、 彈性化修改骨架功能 97
二、 可擴充性的綁定功能 97
三、 說明文件及教學的建置 99
第三節、 總論 99
參考文獻 101
附錄一、受訪者基本資料及使用者經驗調查 105
附錄二、訪談大綱 106
附錄三、訪談逐字稿(一) 107
附錄四、訪談逐字稿(二) 114
附錄五、訪談逐字稿(三) 119

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