i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG MÔ PHỎNG CỬ CHỈ MÚA DỰA VÀO CÔNG NGHỆ THỰC TẠI ẢO Đặng Quang Phúc Thái Nguyên, 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập nghiên cứu lớp Cao học khóa 12 chuyên ngành Khoa học máy tính Trƣờng Công nghệ thông tin – Truyền thông Đại học Thái Nguyên, nhận đƣợc nhiều giúp đỡ nhiệt tình thầy, cô giáo Trƣờng Công nghệ thông tin – Truyền thông Viện công nghệ thông tin Đại học Quốc gia Hà Nội phòng Thực ảo viện Công nghệ Thông tin Việt Nam Các thầy, cô giúp đỡ, tạo điều kiện cho trình học tập Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới tập thể thầy, cô giáo Trƣờng Công nghệ thông tin – Truyền thông, phòng Thực ảo viện Công nghệ Thông tin Việt Nam Viện Công nghệ thông tin Đại học Quốc gia Hà Nội Đặc biệt thầy giáo PGS.TS Đỗ Năng Toàn hƣớng dẫn tạo điều kiện giúp đỡ hoàn thành luận văn tốt nghiệp Tôi xin cảm ơn bạn đồng nghiệp ngƣời thân động viên, giúp đỡ trình nghiên cứu thực luận văn Quá trình thực đề tài không tránh khỏi thiếu sót mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy, cô giáo bạn đồng nghiệp đề tài nghiên cứu để đề tài đƣợc hoàn thiện Tôi xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 11 tháng năm 2015 Đặng Quang Phúc Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn nội dung luận văn tự sƣu tầm, tra cứu xếp cho phù hợp với nội dung yêu cầu đề tài Nội dung luận văn chƣa đƣợc công bố hay xuất dƣới hình thức không đƣợc chép từ công trình nghiên cứu Tất phần ứng dụng tự thiết kế xây dựng, có sử dụng số thƣ viện chuẩn thuật toán đƣợc tác giả xuất công khai miễn phí mạng Internet Nếu sai xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Thái Nguyên, ngày 11 tháng năm 2015 Ngƣời cam đoan Đặng Quang Phúc Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH viii MỞ ĐẦU .1 Chƣơng KHÁI QUÁT VỀ THỰC TẠI ẢO VÀ BÀI TOÁN MÔ PHỎNG CỬ CHỈ MÚA 1.1 Khái quát Thực ảo 1.1.1 Sơ lƣợc lịch sử phát triển 1.1.2 Các lĩnh vực ứng dụng Thực ảo .5 1.2 Bài toán mô cử múa 10 1.2.1 Bài toán mô cử múa gì? 10 1.2.2 Tạo hiệu ứng Animation mô cử múa 11 1.2.3 Các vấn đề giải trình nghiên cứu 12 1.2.4 Hƣớng giải toán .12 Chƣơng MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG MÔ PHỎNG CỬ CHỈ 13 2.1 Một số loại hình cử múa dân gian 13 2.1.1 Động tác tay Chíp (hay gọi bắt) 13 2.1.2 Phong cách tay Rồn (còn gọi che) 13 2.1.3 Phong cách tay Chòn-ôl (còn gọi động tác chỉ) 13 14 2.2.1 Nội suy song khối (Bicubic Interpolation) 14 2.2.2 Nội suy tuyến tính (linear interpolation) 16 2.2.3 Nội suy song tuyến (bilinear interpolation) .18 2.2.4 Nội suy tam tuyến tính (trilinear) 21 2.2.5 Các phép nội suy không gian 23 2.2.6 Phƣơng pháp ƣớc lƣợng chuyển động .26 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi 2.2.7 Phép nội suy thời gian bù chuyển động 28 33 2.3.1 Nắn chỉnh hình thu nhận ảnh 34 2.3.2 Chức nội suy ảnh (Morphing) 41 2.3.3 Chức chấp nhận ảnh nội suy 41 2.3.4 Chức thêm ảnh (Addimage) hay sinh ảnh trung gian 41 2.3.5 Chức lọc ảnh phƣơng pháp trung bình 42 2.4 Kỹ thuật cử múa theo điểm điều khiển 42 2.4.1 Xƣơng, khung xƣơng gì? .42 2.4.2 Tạo khung xƣơng cho đối tƣợng .42 2.5 Các kỹ thuật điều khiển chuyển động xƣơng 45 2.5.1 Kỹ thuật điều khiển tiến FK (forward kinematics) 46 2.5.2 Kỹ thuật điều khiển ngƣợc IK (inverse kinematics) 47 2.5.3 Phƣơng pháp heuristic FABRIK [14] [15] .54 Chƣơng CHƢƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM 68 3.1 Mục đích yêu cầu toán 68 3.1.1 Thực trạng giảng dạy chuyên ngành Múa trƣờng Cao đẳng Văn hóa Nghệ thuật Du lịch 68 3.1.2 Mô tả toán 70 3.2 Một số kết đạt đƣợc 70 3.3.1 Giao diện chƣơng trình .70 3.3.2 Một số kết đạt đƣợc 71 3.3 Một số đánh giá nhận xét 74 KẾT LUẬN .75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu/ Chữ viết tắt Viết đầy đủ Ý nghĩa VR Virtual Reality Thực ảo 3D Dimentional Chiều 2D Dimentional Chiều FK Forward kinematics Điều khiển tiến IK Inverse kinematics Điều khiển ngƣợc HW Hardware Phần cứng SW Software Phần Mềm Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1: Một số cử múa dân gian Hình 1.1: Phần cứng vr Hình 1.2: Ứng dụng thực ảo vào lĩnh vực giải trí Hình 1.3: Ứng dụng công nghệ vr đào tạo phẫu thuật ảo Hình 1.4: Ứng dụng thực ảo vào lĩnh vực giáo dục đào tạo (ảnh: redorbit) Hình 1.5: Ứng dụng thực ảo thiết kế kiến trúc 10 Hình 2.1: Thể điểm liệu nội suy theo đƣờng thẳng 16 Hình 2.2: Nội suy tái tạo hình ảnh song song 17 Hình 2.3: Minh họa phép nội suy bilinear 18 Hình 2.4: điểm góc hình khối bao quanh điểm nội suy c 22 Hình 2.5: Biểu diễn định giá fc (x,y) nội suy song tuyến 24 Hình 2.6: Ảnh tịnh tiến với di chuyển dx, dy .27 Hình 2.7: Nội suy sinh khung trung gian f (n1 , n2 , t ) 28 Hình 2.8: Mô tả nội suy theo thời gian .29 Hình 2.9: Tái tạo cảnh theo ba bƣớc 30 Hình 2.10.a: Hình ảnh nắn hỉnh 34 Hình 2.10.b: Hình ảnh nội suy sau nắn chỉnh 34 Hình 2.11: Các điểm đặc trƣng điểm m 35 Hình 2.12 Hình ảnh nội suy sau nắn chỉnh 38 Hình 2.13: Mô khung hình trung gian .39 Hình 2.14: Khung hình trung gian sinh việc ƣớc lƣợng chênh lệch 40 Hình 2.15: Sử dụng giải pháp ik để làm cho bàn tay nhân vật đạt 48 Hình 2.16: Một liên kết ik đơn 50 Hình 2.17: Chuỗi liên kết đôi 51 Hình 2.18: Một ik có nhiều giải pháp 54 2.19: Một ví dụ áp dụng phƣơng pháp lặp fabrik cho trƣờng hợp điều khiển cấu trúc có khớp nối điểm đích t 55 Hình 2.20: Một ví dụ minh họa cấu trúc Có nhiều end effector nhiều sub-base 60 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ix Hình 2.21: đồ thị minh họa việc cài đặt rang buộc miêu tả giới hạn phép quay bất thƣờng 62 Hình 2.22: ràng buộc hƣớng quay góc quay đƣợc kết hợp Chặt chẽ fabrik 66 Hình 3.1: động tác giơlơvê 69 Hình 3.2: động tác giơlơvê lăng 69 Hình 3.3: vị trí khu đờ piê 70 Hình 3.4: po pra sáu 70 Hình 3.5: giao diện chƣơng trình nội suy 70 Hình 3.6: kết nội suy ảnh điệu múa bắt 72 Hình 3.7: hình ảnh nhận đƣợc từ phép thay ảnh 73 Hình 3.8: kết thu đƣợc nội suy ảnh 73 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỞ ĐẦU Nghệ thuật múa Việt Nam từ hình thành mang dấu ấn cƣ dân nông nghiệp gắn bó với thiên nhiên, muông thú với vũ điệu tả cảnh lao động sản xuất, săn bắn Những hình ảnh đời thƣờng vào múa đƣợc cách điệu hay nghệ thuật hoá tài ngƣời nghệ sĩ Cho nên nghệ thuật múa giữ vị trí quan trọng thành tố văn hoá Việt Nam Đời sống cộng đồng, đƣợc thể rõ nét qua điệu múa, diễn tấu ngƣời mà hoạt động nhóm ngƣời sử dụng nghệ thuật để phục vụ quần chúng [1] Hình 1: Một số cử múa dân gian Những ứng dụng ngày phong phú, đa dạng thiết thực Sự phát triển không ngừng sức mạnh máy tính làm cho số lĩnh vực khó phát triển trƣớc kia, có khả phát triển đạt đƣợc thành tựu đáng kể Chúng ta kể đến hệ chuyên gia, hệ xử lý thời gian thực lĩnh vực khác cần phải nói Thực ảo (Virtual reality) ứng dụng công nghệ Thực ảo công nghệ sử dụng kỹ thuật mô hình hóa không gian ba chiều với hỗ trợ thiết bị đa phƣơng tiện xây dựng giới mô máy tính – môi trƣờng ảo (Virtual Environment) Trong giới ảo, ngƣời sử dụng không đƣợc xem nhƣ ngƣời quan sát bên mà thực trở thành phần hệ thống [3] Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 63 muốn tìm vị trí khớp nối thứ (i-1), phép quay hƣớng từ khớp Tìm phép quay biểu tới pi-1 phép quay biểu diễn vòng quay lớn giới hạn cho phép, định hƣớng lại khớp pi-1 theo cách làm cho phép quay nằm giới hạn cho phép Thực lặp lại thủ tục cho tất khớp nối tất trạng thái thuật toán Phƣơng pháp đƣợc miêu tả mã giải thuật toán Thuật toán 2: Các ràng buộc hƣớng quay Input: Một phép quay R biểu diễn phép quay theo hƣớng từ khớp pi tới pi-1 Output: Xác định lại hƣớng khớp nối pi-1 Thuật toán: 2.1 Kiểm tra phép quay R có nằm vùng chuyển động cho phép không? 2.2 if (trong vùng cho phép) then 2.3 không làm thoát 2.4 else 2.5 xác định lại hướng khớp nối pi-1 theo cách để rotor nằm giới hạn 2.6 end Một hƣớng khớp nối đƣợc xác định trƣớc, giới hạn phép quay đƣợc miêu tả góc θ1, , θ4 đƣợc áp dụng nhƣ sau: trƣớc hết, tìm hình chiếu O đích t đƣờng thẳng L1, L1 đƣờng thẳng qua khớp đƣợc xem xét pi khớp liền trƣớc chuỗi pi+1 Sau xác định khoảng cách S từ điểm O đến vị trí khớp nối pi tính toán khoảng cách qj =S tan (θj) Với j=1…4 đƣợc biểu diễn hình 2.21 Sau áp dụng phép quay tịnh tiến mang điểm O đến gốc mang trục tọa độ xác định ràng buộc tới trục x y, nhƣ hình 2.21(b) Làm việc không gian 2D này, xác định vị trí đích góc phần tƣ cụ thể đình hình elip xác định góc phần tƣ sử dụng khoảng cách liên quan qj; ví dụ, hình 2.21(b) làm việc với hình elip mà đƣợc xác định góc θ2 θ3 (hoặc khoảng cách q2 q3) Cuối tìm điểm gần hình elip từ vị trí đích, vị Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 64 trí đích sau không nằm vùng chuyển động cho phép, điểm gần elip từ điểm đƣợc tìm thấy cách giải đồng thời phƣơng trình elip phƣơng trình đƣờng thẳng tiếp tuyến tiếp điểm elip sử dụng phƣơng pháp newton-raphson Rõ rang, không cần thiết phải tính toán tât hình ellip mà cần xác định hình dạng elip tổng hợp hình 2.21(b), nhƣng cần hình elip chứa đích nằm phần tƣ góc tọa độ Bƣớc cuối phép ánh xạ ngƣợc lại từ O vị trí ban đầu xuất xứ Thủ tục đƣợc mô tả mã giả thuật toán Thuật toán 3: Các ràng buộc phép quay Vị trí đích t góc θj xác định ràng buộc Intput: 3.1 3.2 3.3 3.4 cuả phép quay với j=1, Vị trí đích t’ Output: Xác định phƣơng trình đƣờng thẳng L1 Tìm hình chiếu đích t đƣờng thẳng L1 Tìm khoảng cách điểm O vị trí khớp nối Ánh xạ đích ( phép quay tịnh tiến) theo cách mà O gốc trục tọa độ có hai trục x y => toán trở thành toán đơn giản 2D Tìm góc phần tƣ tọa độ chứa đích t Tìm hình elip đƣợc liên kết với góc phần tƣ tọa đó mà sử dụng khoảng cách qj =S tan (θj) Ở j=1, ,4; 3.7 Kiểm tra xem đích có nằm hình elip hay không? 3.8 if (nằm hình elip) then 3.9 Sử dụng vị trí đích t 3.10 Else 3.11 Thực bƣớc 3.5 3.6 3.12 End 3.13 Tìm điểm gần hình elip tính từ đích 3.14 Ánh xạ điểm hình elip ngƣợc trở lại (phép quay tịnh tiến) nhƣ bƣớc 3.4 ta thu đƣợc vị trí sử dụng nhƣ vị trí đích Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 65 Đây phƣơng pháp linh động dễ dàng hình dung hạn chế mà xƣơng di chuyển Kết hợp chặt chẽ phƣơng pháp phƣơng pháp giải IK, nhƣ Fabrik, cung cấp cho hội để xây dựng lại theo dõi nhân vật hoạt hình với độ xác cao Các thuật toán IK nói chung nhiều hiệu ràng buộc đƣợc áp dụng nhiều bƣớc (không phải cuối thuật toán), đảm bảo hạn chế góc quay hƣớng quay đƣợc thỏa mãn lần lặp Vì vậy, ràng buộc khớp nối đƣợc đề xuất đƣợc áp dụng FABRIK cách đảm bảo mục tiêu, bƣớc, đƣợc di chuyển đƣờng biên góc quay hƣớng quay cho phép Do đó, giả sử trạng thái thuật toán, tính toán vị trí khớp nối Và muốn tìm vị trí khớp nối thứ (i-1), Kiểm tra khớp nối pi-1 thỏa mãn giới hạn hƣớng quay kiểm tra xem có nằm hình elip phức hợp mô tả giới hạn phạm vi cho phép nhƣ hình minh họa Nếu không pi-1 nên đƣợc định hƣớng lại tái định vị giới hạn cho phép Sau đƣờng thẳng li-1, mà qua vị trí khớp nối tính từ đƣợc định nghĩa nhƣ điểm mà có khoảng cách di-1 Kỹ thuật tƣơng tự cho ràng buộc khớp nối đƣợc áp dụng giai đoạn thứ thuật toán cho lần lặp mục tiêu đạt đƣợc thay đổi đáng kể vị trí end effector Thuật toán đối phó với khớp nối chi có DOF, điều khiển trƣờng hợp khớp nối chi xoắn Điều quan trọng phải nhớ độ dài inter-joint không thay đổi theo thời gian kể từ khoảng cách ẩn đƣợc giữ không đổi FABRIK Một biểu diễn trình đƣợc đƣa hình 2.22 Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 66 Hình 2.22: Các ràng buộc hướng quay góc quay kết hợp chặt chẽ FABRIK a) Trạn thái ban đầu cấu trúc điều khiển đích b) di chuyển định hướng lại khớp nối p4 tới đích t c) di chuyển khớp nối p3 tới , nằm đường thẳng mà qua khớp nối tới hướng lại khớp nối p3 mà có khoảng cách từ d3 d) định theo cách mà rotor biểu diễn phép quay gữa hướng xây dựng khớp nối nằm phạm vị chuyển động cho phép e) rang buộc phép quay: vùng cho phép biểu diễn ảnh hình elip tổng hợp từ p2 f) vị trí khớp nối p2 xác định lại vị trí hình elip tổng hợp so với điểm p2, đảm bảo vị trí vùng chuyển động cho phép g) di chuyển định hướng lại khớp nối mà điểm gần nằm để đảm bảo độ dài xương, h) để đáp ứng giới hạn hướng Thủ tục lặp lặp lại cho tất khớp xương lại cấu trúc trước sau Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 67 Một lợi ích lớn phƣơng pháp đề phép quay không yêu cầu xƣơng nằm hình nón cửa sổ đa giác Nó cần kiểm tra xem đích nằm hình elip tổng hợp đƣợc định nghĩa ràng buộc chuyển động Nó có đầy ƣu điểm thuật toán FABRIK Kết hợp với giới hạn khớp nối qua qua điểm đƣờng thẳng thực thể 2D bản; Không có ma trận quay cần phải tính toán, kết tiết kiệm lớn thời gian tính toán Nó hầu nhƣ đƣa chuyển động ảo mịm màng tự nhiên dao động vài gián đoạn, yêu cầu thời gian xử lý thấp cho lần lặp Nếu có sẵn nhiều thông tin phạm vi vùng chuyển động, phƣơng pháp đề xuất đƣợc mở rộng đề bao gồm phức tạp tăng lên, hỗ trợ loại khớp nối phức tạp Nhƣ vậy, thay có hình elip để mô tả vùng sub-area mục tiêu đƣợc đặt, vùng đa giác đƣợc cài đặt Nếu mục tiêu khỏi phạm vi, tìm điểm gần hình đa giác Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 68 Chƣơng CHƢƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM Trong phần chương trình muốn tổng hợp từ phần lý thuyết thu kết sở để có chương trình thực nghiệm áp dụng vào công tác giảng dạy chuyên ngành Múa với môi trường nghành văn hóa nghệ thuật 3.1 Mục đích yêu cầu toán 3.1.1 Thực trạng giảng dạy chuyên ngành Múa trường Cao đẳng Văn hóa Nghệ thuật Du lịch Khoa múa sân khấu gồm ba chuyên ngành chính: - Múa Ba Lê: Là điệu nhảy diễn kịch câm với cách tiếp cận âm nhạc để thực âm mƣu đầy kịch tính Nữ diễn viên múa ngón chân đất điểm chung Có nghĩa là: loại hình thức múa giai đoạn, cụ thể múa cổ điển châu Âu, đƣợc gọi múa ba lê Đây khắp châu Âu sở điệu múa dân gian, sau nhiều kỷ liên tục chế biến, phát triển phong phú hình thành, cấu trúc với chuẩn mực châu Âu nghiêm ngặt múa truyền thống Sau kỷ 19, công nghệ nữ diễn viên tính quan trọng để mang giày đặc biệt với ngón chân đầu ngón chân nhảy múa, đƣợc gọi nhảy chân Ballet, ban đầu đƣợc đề cập cụ thể đến múa cổ điển châu Âu nhƣ phƣơng tiện biểu thức, nghe nhạc tích hợp, kịch câm, nghệ thuật sân khấu, văn học một, để thực câu chuyện hay tập nghệ thuật ấn tƣợng, đƣợc gọi cổ điển ba lê (hoặc múa ballet cổ điển) Sau xuất múa đại kỷ 20 đến nhảy đại kết hợp kỹ thuật múa cổ điển nhƣ phƣơng tiện biểu thức để thể nội dung câu chuyện âm mƣu gọi múa ba lê đại Dần dần, thuật ngữ đƣợc sử dụng để tham khảo ba lê với nhiều điệu nhảy ba lê khác nhƣ phƣơng tiện công việc, phong cách nhảy, cấu trúc, hoạt động hiệu quả, vv, khác từ ba lê cổ điển múa ballet đại Trong điệu nhảy biên đạo múa sáng tạo công trình đại, Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 69 phần đáng kể có chuyện gì, cốt truyện, đạo việc sử dụng múa cổ điển châu Âu múa đại, kết hợp hai, để hiển thị số cảm xúc, tâm trạng, hiệu suất tác giả hiểu biết tác phẩm âm nhạc, vv, mà đƣợc gọi múa ba lê - Múa dân gian: Là hình thái múa phổ biến cộng đồng dân tộc Việt Nam Múa dân gian dân chúng sáng tạo đƣợc lƣu truyền từ đời qua đời khác Múa dân gian đƣợc sử dụng rộng rãi sinh hoạt văn hoá cộng đồng Nó tiêu biểu cho sắc văn hoá cộng động sở để phát triển hình thái múa khác - Nghệ thuật múa biểu diễn: Đối với không ngƣời Việt Nam, nghệ thuật biểu diễn loại hình thực hành nghệ thuật vô xa lạ Nó “rụt rè” đan cài hoạt động văn hóa khác “ẩn khuất” không gian tƣ gia vài nghệ sĩ Vậy mà phƣơng Tây, hình thức thực hành nghệ thuật có nửa kỷ tồn phát triển Lịch sử không phản ánh vận động nghệ thuật đƣơng đại Tây phƣơng mà ghi trung thực tâm ngƣời Tây phƣơng đại Bài viết sau nghệ sĩ Nhƣ Huy cho nhìn khái quát lịch sử loại hình nghệ thuật + Phƣơng pháp giảng dạy: Đối với chuyên ngành này, giảng viên sử dụng phƣơng pháp truyền nghề chủ yếu vừa giảng ngôn ngữ làm động tác + Hình ảnh giảng điệu múa Ba lê: Hình 3.1: Động tác Giơlơvê Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN Hình 3.2: Động tác Giơlơvê lăng http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 70 Hình 3.3: Vị trí Khu đờ piê Hình 3.4: Po pra sáu 3.1.2 Mô tả toán Để củng cố phần lý thuyết đề ra, chọn kỹ thuật đƣa phần để mô đối tƣợng cụ thể, chuyển động động tác múa Bài toán đƣợc đặt nhƣ sau: - Đầu vào: Mô tả điệu múa dân gian mà đặc biệt mô tả điệu múa ngƣời Kherme thể thông qua động tác tay Chíp, động tác Khuân động tác Chòn-ôl thể đƣợc động tác kỹ thuật khả linh hoạt viễn viên qua tiết mục - Đầu ra: Chuyển động theo kỹ thuật khung hình mô cử 3.2 Một số kết đạt đƣợc 3.3.1 Giao diện chương trình Hình 3.5: Giao diện chương trình nội suy Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 71 3.3.2 Một số kết đạt Dƣới chọn số chuyển động đặc biệt dân tộc Khmer đƣợc thể qua số cử động tác sau: 3.3.2.1 Động tác tay Chíp (hay gọi bắt) chẳng hạn nhƣ: Chuyển động cổ tay ngón tay Trong trạng thái động tác hƣớng di chuyển động tác vặn cổ tay từ bên phải sang bên trái theo chiều kim đồng hồ Làm cho động tác uyển chuyển, mềm mại, linh hoạt viễn viên thực Với dịch chuyển động tác vặn cổ tay trƣớc ta nhìn thấy động tác co hai ngón tay ngón tay trỏ thể gắn bó động tác tay Bắt a Ảnh 01 đầu vào điệu múa bắt b Ảnh 02 đầu vào điệu múa bắt c Giao diện chương trình thực điệu múa bắt Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 72 d Kết Nội suy ảnh Hình 3.6: Kết nội suy ảnh điệu múa Bắt 3.3.2.2 Phong cách tay Rồn (còn gọi che) Đƣợc mô theo kỹ thuật qua cử động tác che vật Trong cử ngón tay năm ngón khép lại mà đặc biệt ngón tay nằm lòng bàn tay ngƣời diễn viên để thực cử múa kéo vào phần ngƣời ngƣời diễn Đối với kỹ thuật yêu cầu ngƣời thể động tác phải khép ngón tay sát vào tạo thành mặt phẳng để chuyển động cổ tay không bị ngón tách dời tạo lên mềm dẻo sang cử Trên động tác cử ngón tì xát vào ngón giáp út tạo nên chặt chẽ, linh hoạt điểm đặc biệt trình biểu diễn động tác Động tác dùng lực áp xát ngón vào nhƣ tƣ che nắng, lòng bàn tay che thay bình thƣờng dùng lƣng bàn tay che Đầu ngón ngƣời gái ngang mí mắt ngang chân mài, cánh tay mở rộng ngƣời trai toàn cánh tay cong theo vòng cung Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 73 Hình 3.7: Hình ảnh nhận từ phép thay ảnh 3.3.2.3 Phong cách tay Chòn-ôl (còn gọi động tác chỉ) Đối với kỹ thuật đặt ngón tay cánh tay phải giữ vị trí thẳng, cố định giúp cho ngƣời thực động tác, cử cách dễ dàng, thuận tiện dứt khoát, dứt điểm Động tác cho ta thấy đƣợc khéo léo ngƣời gái thực chuyển động tác thông qua cử động xoay cổ tay Ý nghĩa động tác là: Chỉ chỏ, mách bảo cho biết tâm tƣ Chẳng hạn nhƣ dùng để hoa hay vật Đây động tác thật khéo léo vừa mạnh mẽ tƣ thẳng ngang (chỉ câm hận, câm phẫn) nhƣng lại vừa mềm mại thể tính cách nhu mì, hiền thục ngƣời gái Khmer tƣ lên (chỉ yêu) Hình 3.8: Kết thu Nội suy ảnh Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 74 3.3 Một số đánh giá nhận xét Trên sở kết đạt đƣợc Thì luận văn số hạn chế định Do có số kiến nghị hƣớng nghiên cứu nhƣ: Tìm hiểu lý thuyết động tác múa dân gian ngƣời Khmer kênh thông tin, mối liên hệ chuyển động cấu trúc động tác đến cử Trên sở đó, phát triển chƣơng trình để có chuyển động đẹp hơn, uyển chuyển thể với điệu múa chân thực sống động Trình bày chi tiết vào việc tìm hiểu đƣợc mối ràng buộc thuộc tính, đối tƣợng chuyển động, ràng buộc chuyển động với bề mặt đối tƣợng Việc tạo mối ràng buộc thuộc tính đối tƣợng chuyển động khó khăn phức tạp, thực tốt tạo hoạt cảnh chuyển động linh hoạt phức tạp Nếu có điều kiện tƣơng lai không xa Tôi bổ sung phần cho hoàn thiện Nâng cao kỹ phân tích kỹ thuật tạo chuyển động, đảm bảo tính thẩm mỹ chuyên nghiệp chƣơng trình Tiến tới tạo kết xuất chƣơng trình lớn đáp ứng đƣợc yêu cầu tích hợp vào hệ mô chuyển động công tác giảng dạy Kết hợp nhuần nhuyễn kỹ thuật tạo chuyển động hiệu ứng thực ảo Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 75 KẾT LUẬN Sau thời gian học tập nghiên cứu thực đề tài với nỗ lực, cố gắng thân với hƣớng dẫn thầy PGS TS Đỗ Năng Toàn, xin đƣa số kết luận sau: - Trong năm gần đây, ngành công nghệ thông tin phát triển mạnh mẽ đem lại thành tịu đáng kể cho nhiều lĩnh vực nhƣ y tế, giáo dục, kiến trúc, du lịch, giải trí, giao thông … đà phát triển xuất số mô hình phát triển mà phạm vi ứng dụng có tiềm rộng lớn mô hình Thực ảo - Hiện sinh viên ngành văn hóa nghệ thuật phải thực hình ảnh trực giảng viên hƣớng dẫn động tác thông qua thầy giáo giảng dạy mà mô hình trực quan giúp cho sinh viên tự học nghiên cứu Mô dần trở thành chuẩn đào tạo chuyên nghiệp cho học sinh, sinh viên chuyên ngành Múa dân gian - Nghiêm cứu tổng quan mô cử dựa vào công nghệ Thực ảo bao gồm mặt thiết bị với khối: Thu nhận, trình chiếu, tƣơng tác…ngôn ngữ, công cụ phát triển, ứng dụng bản… - Hệ thống hóa nghiên cứu kỹ thuật tạo mô hình, kỹ thuật điều khiển mô hình tích hợp ánh sáng hệ thống - Sử dụng kỹ thuật tạo mô cử múa dựa vào Thực ảo cài đặt mô chƣơng trình, từ áp dụng vào giảng cho sinh viên học tập nghiên cứu sau Sau rình nghiên cứu làm luận văn với dẫn nhiệt tình thầy giáo hƣớng dẫn học đƣợc cách tìm hiểu, phân tích nghiên cứu vấn đề khoa học Trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp, thân nỗ lực, cố gắng, đầu tƣ thời gian, công sức cho việc tìm hiểu nghiên cứu đề tài nhận đƣợc đạo, định hƣớng nhiệt tình thầy giáo hƣớng dẫn anh, chị hệ trƣớc nhƣng hạn chế thời gian thông tin tài liệu, hạn chế mặt kiến thức thân, nên chƣa có đƣợc thực kết hoàn hảo Hƣớng phát triển đề tài sau muốn phát triển theo Mô cử múa theo điểm điều khiển quan tâm đến điệu múa phức tạp Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt [1] Phan Thị Yến Tuyết 1987, Ngƣời Khmer Cửu Long, sở văn hóa Thông tin tỉnh Cửu Long, tr.168 [2] Ngƣời Khmer Cửu Long, Sđd, tr.169 [3] Nguyễn Văn Huân, Vũ Đức Thái (2006), Kỹ thuật lập trình mô giới thực dựa Morfi, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [4] Nguyễn Huy Sơn (2006) “Virtual Reality Technologie – Công nghệ Thực ảo”, http://tusach.thuvienkhoahoc.com [5] Phạm Quang Huy, Phùng Thị Nguyệt (1999), “Giáo trình xử lý ảnh số” , Chƣơng 3, tr 89-92) [6] Quang Huy, Tín Dũng, (2004), Đồ họa máy tính 3DSMax vẽ phối cảnh ảnh 3chiều, NXB Thống Kê, Tr 37-96 [7] Lƣu Triều Nguyên, (2002), Thiết Kế chiều với 3DS Max 4, NXB Lao Động Xã Hội [8] Đề tài “Ứng dụng công nghệ thực ảo Virtual Reality-VR bảo tàng di sản”, Đề tài trọng điểm cấp Viện KH CN Việt Nam 2004-2006 [9] Lê Tấn Hùng, Huỳnh Quyết Thắng (2004), Đồ họa máy tính, NXB Khoa học kỹ thuật, Tr 40-50 Tiếng Anh [10] Animation - Keyframe, IK; http://www.autodesk.com/techpubs/aliasstudio/2010/index.html?url=Animatio nIKAddIKhandle.htm,topicNumber=d0e213743 [11] OpenGL: tutorials: Basic Bones System; http://content.gpwiki.org/index.php/OpenGL: Tutorials:Basic_Bones_System [12] Applications, Hardware – Virtual Reality; http://vresources.org/ [13] Department of Informatics Umeå University S-901 87 UMEÅ, Sweden, “Virtual Reality in Medicine: Survey of the State of the Art” Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 77 [14] Andreas Aristidou and Joan Lasenby (2009), “Inverse Kinematics: a review of existing techniques and introduction of a new fastiterative solver CUED/F INFENG/TR-632” [15] FABRIK (2008), “a fast, iterative solver for the inverse kinematics problem Submitted to Graphical Models, 2010” Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ [...]... “MÔ PHỎNG CỬ CHỈ MÚA DỰA VÀO CÔNG NGHỆ THỰC TẠI ẢO nhằm mô hình hóa một số động tác múa dân gian cơ bản bằng công nghệ Thực tại ảo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3 Chƣơng 1 KHÁI QUÁT VỀ THỰC TẠI ẢO VÀ BÀI TOÁN MÔ PHỎNG CỬ CHỈ MÚA Chương mở đầu, tôi xin khái quát về Thực tại ảo và bài toán mô phỏng cử chỉ múa nêu lên khái niệm, sơ lược lịch sử phát triển của Thực tại. .. thiết bị công nghệ Một trong những lĩnh vực ứng dụng tiêu biểu nhất của Thực tại ảo là thiết kế kiến trúc Khả năng mô hình hóa thế giới thực của công nghệ Thực tại ảo dƣờng nhƣ đáp ứng một cách tự nhiên mục tiêu của ngành thiết kế kiến trúc, đƣa ra mô hình trực quan nhất có thể về hình ảnh công trình mong muốn trong tƣơng lai Hình 1.5: Ứng dụng Thực tại ảo trong thiết kế kiến trúc Việc xây dựng mô hình... là thời gian hoàn chỉnh một ứng dụng, một sản phẩm thực tế ảo sẽ nhanh hơn [7] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 7 Hình 1.2: Ứng dụng Thực tại ảo vào trong Lĩnh vực giải trí b Lĩnh vực Y học Y học là một trong những lĩnh vực ứng dụng có tiềm năng trong công nghệ Thực tế ảo Cho đến nay, lĩnh vực nổi bật trong y học áp dụng thành công công nghệ Thực tại ảo là giả lập giải... phải có khả năng mô phỏng động học, động lực học, và mô phỏng ứng xử của đối tƣợng [4] 1.1.2 Các lĩnh vực ứng dụng của Thực tại ảo Khái niệm về Thực tại ảo đã xuất hiện từ khá lâu, nhƣng do nhiều lý do về mặt công nghệ (cơ sở phần cứng phát triển, nghiên cứu, chi phí), phải mất nhiều thời gian và nỗ lực Thực tế ảo có đƣợc những thành tịu nhƣ ngày nay Hiện tại đây vẫn là lĩnh vực công nghệ nhiều tiềm... Bài toán mô phỏng cử chỉ múa 1.2.1 Bài toán mô phỏng cử chỉ múa là gì? Múa là một bộ môn nghệ thuật biểu diễn sử dụng ngôn ngữ hình thể để phản ánh tình cảm, hiện tƣợng của cuộc sống Nguồn gốc của nghệ thuật múa chính là những hành động của con ngƣời trong đời sống, trong quá trình lao động cộng với sự quan sát thiên nhiên Từ đó, các động tác múa có những thay đổi, cải tiến, đi đến khái quát nghệ thuật... tài liệu tham khảo 1.2.4 Hướng giải quyết bài toán Tìm hiểu dựa trên những tài liệu có liên quan tới Thực tại ảo Tài liệu sẽ đƣợc tác giả chỉ dẫn cụ thể, tìm hiểu trạng thái cử chỉ di chuyển nói chung và các trạng thái cử động nói riêng của cử chỉ múa trong một động tác cụ thể Có thể sử dụng các ảnh của cử chỉ động tác múa với các điểm rời ghép chúng lại để xây dựng lên hình tƣợng cử chỉ động tác Sau... trên cơ thể con ngƣời và sự hoạt động của chúng… Mức cao nhất của việc tạo mô hình là tạo ra cả một khung cảnh hay không gian giống nhƣ thực trên máy tính Từ đó giúp con ngƣời có thể quan sát các sự vật, hiện tƣợng trong thực tế một cách chân thực hơn trên máy tính Xây dựng phần mềm mô phỏng cử chỉ múa dựa vào công nghệ thực tại ảo với phần mềm này, giảng viên, sinh viên có điều kiện quan sát kỹ hơn,... 2 MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG MÔ PHỎNG CỬ CHỈ Trong phần chương này, tôi có đề cập tới một số kỹ thuật mô phỏng nhưng đi sâu vào trình bày một số điệu múa dân gian người Khmer dựa trên những kiến thức cơ bản về nội suy 2.1 Một số loại hình cử chỉ múa dân gian 2.1.1 Động tác tay Chíp (hay còn gọi là bắt) Ngƣời múa đƣa lòng bàn tay ngửa lên trên, chỉ dùng ngón tay cái và ngón trỏ áp xát vào nhau bằng một lực...2 Mặc dù khái niệm về thực tại ảo đã xuất hiện từ khá lâu nhƣng do nhiều lý do về mặt công nghệ, phải mất nhiều thời gian và nỗ lực để Thực tại ảo có đƣợc những thành tựu nhƣ ngày nay Hiện nay trong thế giới ảo vẫn là lĩnh vực công nghệ nhiều tiềm năng xét về khía cạnh ứng dụng Trong đó, không thể không kể tới lĩnh vực mô phỏng sự chuyển động của các mô hình, đối tƣợng Việc tạo chuyển... thƣơng mại to lớn của công nghệ VR trong lĩnh vực này Tại hội thảo các nhà phát triển game ở San Francisco (California, Mỹ), AMD đã chính thức giới thiệu về những trải nghiệm mới trên nền tảng công nghệ của AMD và các đối tác khác Nền tảng công nghệ mới và đầu tiên đƣợc AMD giới thiệu gọi là LiquidVR - một bộ các công nghệ ảo hóa hƣớng đến việc phát triển các nội dung Thực tế ảo dựa trên phần cứng của ... dụng công nghệ huấn luyện đào tạo múa, lựa chọn đề tài “MÔ PHỎNG CỬ CHỈ MÚA DỰA VÀO CÔNG NGHỆ THỰC TẠI ẢO nhằm mô hình hóa số động tác múa dân gian công nghệ Thực ảo Số hóa Trung tâm Học liệu -... KHÁI QUÁT VỀ THỰC TẠI ẢO VÀ BÀI TOÁN MÔ PHỎNG CỬ CHỈ MÚA Chương mở đầu, xin khái quát Thực ảo toán mô cử múa nêu lên khái niệm, sơ lược lịch sử phát triển Thực ảo ứng dụng Thực ảo công xây dựng... đặc điểm công nghệ [7] [9] 1.2 Bài toán mô cử múa 1.2.1 Bài toán mô cử múa gì? Múa môn nghệ thuật biểu diễn sử dụng ngôn ngữ hình thể để phản ánh tình cảm, tƣợng sống Nguồn gốc nghệ thuật múa hành