9. Kinematik

Im 3. Teil des Buches beschäftigen wir uns mit der Animation virtueller Charaktere. Dazu wird in diesem Kapitel zunächst der Aufbau virtueller Charaktere beschrieben. Grundlage ist das Skelett der Charaktere, das wir hier etwas allgemeiner betrachten und als kinematische Kette bezeichnen. Diese besteht aus Segmenten (analog zu Knochen) und Gelenken. Die Gelenke spielen eine wichtige Rolle für die Definition von kinematischen Ketten. Wir stellen daher verschiedene Arten von Gelenken dar, sowohl im menschlichen Skelett als auch in virtuellen Charakteren. Da sich die Skelette realer Lebewesen zum Teil stark unterscheiden können, führen wir entsprechende Begriffe zur Charakterisierung kinematischer Ketten ein. Für die Animation virtueller Charaktere ist eine Repräsentation der kinematischen Ketten in einem Animationssystem erforderlich. Wir beschreiben dies als Erweiterung unserer Animations-API, die in den vorherigen Kapiteln vorgestellt wurde. Für die Animation von kinematischen Ketten stehen uns mehrere Methoden zur Verfügung. Wir stellen die Animationen mit direkter und inverser Kinematik vor, die beide in gängigen Animationssystemen verwendet werden. Diese Methoden basieren auf grundlegenden mathematischen Kenntnissen und Konzepten, die ebenfalls in diesem Kapitel behandelt werden.