数据驱动的字符动画技术依赖于存在正确建立的运动模型，能够描述其丰富的上下文。然而，常用的运动表示通常不能准确地编码运动的完全铰接，或者存在伪影。在这项工作中，我们解决了寻找运动建模的强大姿势表示的根本问题，适用于深色字符动画，可以更好地限制姿势和忠实地捕获与骨骼特征相关的细微差别。我们的表示基于双季度，具有明确定义的操作的数学抽象，它同时编码旋转和位置方向，使得能够围绕根居中的层次结构感知编码。我们证明我们的代表克服了普通的运动伪影，并与其他流行的表现相比评估其性能。我们进行消融研究，以评估可以在学习期间融入的各种损失的影响。利用我们的表示隐含地编码骨架运动属性，我们在包含具有不同比例的数据集上培训一个数据集，而无需将它们重新排列到通用骨架上，这导致待忽略的微妙运动元素。我们表明可以实现光滑和自然的姿势，为迷人的应用铺平道路。

预测历史姿势序列的人类运动对于机器具有成功与人类智能相互作用的关键。到目前为止已经避免的一个方面是，我们代表骨骼姿势的事实是对预测结果的关键影响。然而，没有努力调查不同的姿势代表方案。我们对各种姿势表示进行了深入研究，重点关注它们对运动预测任务的影响。此外，最近的方法在现成的RNN单位上构建，用于运动预测。这些方法在捕获长期依赖性方面，顺序地并固有地具有困难。在本文中，我们提出了一种新颖的RNN架构，用于运动预测的AHMR（殷勤分层运动复发网络），其同时模拟局部运动上下文和全局上下文。我们进一步探索了运动预测任务的测地损失和前向运动学损失，其具有比广泛采用的L2损耗更多的几何意义。有趣的是，我们将我们的方法应用于一系列铰接物对象，包括人类，鱼类和鼠标。经验结果表明，我们的方法在短期预测中占据了最先进的方法，实现了大量增强的长期预测熟练程度，例如在50秒的预测中保留自然人样的运动。我们的代码已发布。

用全球性结构（例如编织）合成人体运动是一个具有挑战性的任务。现有方法倾向于集中在局部光滑的姿势过渡并忽视全球背景或运动的主题。在这项工作中，我们提出了一种音乐驱动的运动综合框架，其产生与输入节拍同步的人类运动的长期序列，并共同形成尊重特定舞蹈类型的全局结构。此外，我们的框架可以实现由音乐内容控制的不同运动，而不仅仅是由节拍。我们的音乐驱动舞蹈综合框架是一个分层系统，包括三个层次：姿势，图案和编排。姿势水平由LSTM组件组成，该组件产生时间相干的姿势。图案级别引导一组连续姿势，形成一个使用新颖运动感知损失所属的特定分布的运动。并且舞蹈级别选择所执行的运动的顺序，并驱动系统遵循舞蹈类型的全球结构。我们的结果展示了我们的音乐驱动框架的有效性，以在各种舞蹈类型上产生自然和一致的运动，控制合成运动的内容，并尊重舞蹈的整体结构。

我们的工作重点是开发人类姿势的可学习神经代表，用于先进的AI辅助动画工具。具体而言，我们解决了基于稀疏和可变的用户输入（例如，身体关节子集的位置和/或方向）构建完整静态人姿势的问题。为了解决这个问题，我们提出了一种新型的神经结构，将残留连接与部分指定姿势编码的原型结合在一起，以从学习的潜在空间中创建一个新的完整姿势。我们表明，在准确性和计算效率方面，我们的体系结构的表现优于基准基线。此外，我们开发了一个用户界面，以将我们的神经模型集成到Unity，这是一个实时3D开发平台。此外，我们基于高质量的人类运动捕获数据，介绍了代表静态人类姿势建模问题的两个新数据集，该数据将与模型代码一起公开发布。

我们表明，如果基于深度学习的插值器使用球形线性插值器作为基线，可以更准确，有效地求解在一组关键帧上进行人类运动的任务。我们从经验上证明了我们在实现最新性能的公开数据集上的方法的实力。我们通过证明$ \ delta $ - 优势相对于最后已知帧（也称为零速度模型）的参考，进一步概括了这些结果。这支持了一个更一般的结论，即在参考框架本地对输入帧的工作比以前的工作中主张的全球（世界）参考框架更准确，更强大。我们的代码可在https://github.com/boreshkinai/delta-interpolator上公开获取。

我们提出了一个隐式神经表示，以学习运动运动运动的时空空间。与以前代表运动为离散顺序样本的工作不同，我们建议将广泛的运动空间随着时间的流逝表达为连续函数，因此名称为神经运动场（NEMF）。具体来说，我们使用神经网络来学习此功能，以用于杂项运动集，该动作旨在以时间坐标为$ t $的生成模型和用于控制样式的随机矢量$ z $。然后，将模型作为变异自动编码器（VAE）进行训练，并带有运动编码器来采样潜在空间。我们使用多样化的人类运动数据集和四倍的数据集训练模型，以证明其多功能性，并最终将其部署为通用运动，然后再解决任务 - 静态问题，并在不同的运动生成和编辑应用中显示出优势，例如运动插值，例如运动插值，例如 - 上映和重新散布。可以在我们的项目页面上找到更多详细信息：https：//cs.yale.edu/homes/che/projects/nemf/

我们提出了一种新颖的基于变压器的架构，用于3D人类运动的生成建模任务。以前的工作通常依赖于基于RNN的模型，考虑到更短的预测视野迅速达到静止和通常难以置信的状态。最近的研究表明，频域中的隐式时间表示也是有效地制定预定地平线的预测。我们的重点是学习自向学习时空陈述，从而在短期和长期生成合理的未来发展。该模型学习骨骼关节的高尺寸嵌入，以及如何通过去耦的时间和空间自我关注机制来组成时间相干的姿势。我们的双重关注概念允许模型直接访问电流和过去信息，并明确捕获结构和时间依赖项。我们凭经验显示，这有效地了解潜在的运动动态，并减少自动回归模型中观察到的误差累积。我们的模型能够在长视程中产生准确的短期预测和产生合理的运动序列。我们在HTTPS://github.com/eth-Ation-Transformer中公开公开提供我们的代码。

计算机视觉/基于深度学习的3D人体姿势估计方法旨在从图像和视频中定位人类关节。姿势表示通常限制为3D联合位置/平移自由度（3DOF），但是，许多潜在的生物力学应用需要另外三个旋转DOF（6DOF）。位置DOF不足以分析求解3D人类骨骼模型中的关节旋转DOF。因此，我们提出了一种时间反向运动学（IK）优化技术，以推断整个生物力学知情和特定于主体的运动链中的关节取向。为此，我们从基于位置的3D姿势估计的链接方向开出链接方向。顺序最小二乘二次编程用于解决最小化问题，涉及基于框架的姿势术语和时间术语。使用关节DOF和运动范围（ROM）约束溶液空间。我们生成3D姿势运动序列，以评估IK方法的一般准确性和在边界情况下的准确性。我们的时间算法以平均每个关节角分离（MPJAS）误差（3.7 {\ deg}/关节总体，＆1.6 {\ deg}/关节，下肢的平均值平均值（MPJAS）误差平均值较低。但是，在弯曲的肘部和膝盖的情况下，我们会获得低误差，但是，具有延伸/直肢阶段的运动序列会导致扭曲角度模棱两可。使用颞IK，我们减少了这些姿势的歧义，从而导致平均错误较低。

本文认为共同解决估计3D人体的高度相关任务，并从RGB图像序列预测未来的3D运动。基于Lie代数姿势表示，提出了一种新的自投影机制，自然保留了人类运动运动学。通过基于编码器 - 解码器拓扑的序列到序列的多任务架构进一步促进了这一点，这使我们能够利用两个任务共享的公共场所。最后，提出了一个全球细化模块来提高框架的性能。我们的方法称为PoMomemet的效力是通过消融测试和人文3.6M和Humaneva-I基准的实证评估，从而获得与最先进的竞争性能。

我们的目标是从规定的行动类别中解决从规定的行动类别创造多元化和自然人动作视频的有趣但具有挑战性的问题。关键问题在于能够在视觉外观中综合多种不同的运动序列。在本文中通过两步过程实现，该两步处理维持内部3D姿势和形状表示，Action2Motion和Motion2Video。 Action2Motion随机生成规定的动作类别的合理的3D姿势序列，该类别由Motion2Video进行处理和呈现，以形成2D视频。具体而言，Lie代数理论从事人类运动学的物理法之后代表自然人动作;开发了一种促进输出运动的分集的时间变化自动编码器（VAE）。此外，给定衣服人物的额外输入图像，提出了整个管道以提取他/她的3D详细形状，并在视频中呈现来自不同视图的合理运动。这是通过改进从单个2D图像中提取3D人类形状和纹理，索引，动画和渲染的现有方法来实现这一点，以形成人类运动的2D视频。它还需要3D人类运动数据集的策策和成果进行培训目的。彻底的经验实验，包括消融研究，定性和定量评估表现出我们的方法的适用性，并展示了解决相关任务的竞争力，其中我们的方法的组成部分与最先进的方式比较。

In neural networks, it is often desirable to work with various representations of the same space. For example, 3D rotations can be represented with quaternions or Euler angles. In this paper, we advance a definition of a continuous representation, which can be helpful for training deep neural networks. We relate this to topological concepts such as homeomorphism and embedding. We then investigate what are continuous and discontinuous representations for 2D, 3D, and n-dimensional rotations. We demonstrate that for 3D rotations, all representations are discontinuous in the real Euclidean spaces of four or fewer dimensions. Thus, widely used representations such as quaternions and Euler angles are discontinuous and difficult for neural networks to learn. We show that the 3D rotations have continuous representations in 5D and 6D, which are more suitable for learning. We also present continuous representations for the general case of the n dimensional rotation group SO(n). While our main focus is on rotations, we also show that our constructions apply to other groups such as the orthogonal group and similarity transforms. We finally present empirical results, which show that our continuous rotation representations outperform discontinuous ones for several practical problems in graphics and vision, including a simple autoencoder sanity test, a rotation estimator for 3D point clouds, and an inverse kinematics solver for 3D human poses.

在本文中，我们介绍一种方法来自动重建与来自单个RGB视频相互作用的人的3D运动。我们的方法估计人的3D与物体姿势，接触位置和施加在人体上的接触力的姿势。这项工作的主要贡献是三倍。首先，我们介绍一种通过建模触点和相互作用的动态来联合估计人与人的运动和致动力的方法。这是一个大规模的轨迹优化问题。其次，我们开发一种方法来从输入视频自动识别，从输入视频中识别人和物体或地面之间的2D位置和时序，从而显着简化了优化的复杂性。第三，我们在最近的视频+ Mocap数据集上验证了捕获典型的Parkour行动的方法，并在互联网视频的新数据集上展示其表现，显示人们在不受约束的环境中操纵各种工具。

神经网络的出现彻底改变了运动合成领域。然而，学会从给定的分布中无条件合成动作仍然是一项具有挑战性的任务，尤其是当动作高度多样化时。我们提出了Modi，这是一种无条件的生成模型，可以合成各种动作。我们的模型在完全无监督的环境中训练，从多样化，非结构化和未标记的运动数据集中进行了训练，并产生了一个行为良好，高度语义的潜在空间。我们的模型的设计遵循StyleGAN的多产架构，并将其两个关键技术组件调整为运动域：一组样式编码，这些样式编码注入了生成器层次结构的每个级别和映射功能，并形成了一个学习和形成一个分离的潜在空间。我们表明，尽管数据集中缺乏任何结构，但潜在空间可以在语义上聚集，并促进语义编辑和运动插值。此外，我们提出了一种将未见动作转向潜在空间的技术，并展示了基于潜在的运动编辑操作，否则这些动作无法通过天真地操纵明确的运动表示无法实现。我们的定性和定量实验表明，我们的框架达到了最新的合成质量，可以遵循高度多样化的运动数据集的分布。代码和训练有素的模型将在https://sigal-raab.github.io/modi上发布。

现有的基于密钥帧的运动合成主要集中于循环动作或短期运动的产生，例如步行，跑步和近距离姿势之间的过渡。但是，这些方法将在处理复杂和即兴运动时，例如舞蹈表演和武术时会大大降低合成运动的自然性和多样性。此外，当前的研究缺乏对生成的运动的细粒度控制，这对于智能的人类计算机互动和动画创作至关重要。在本文中，我们提出了一个基于多个约束的新型基于关键的运动生成网络，该网络可以通过学习的知识来实现​​多样化的舞蹈综合。具体而言，该算法主要基于复发性神经网络（RNN）和变压器体系结构制定。我们网络的骨干是由两个长期记忆（LSTM）单元组成的层次RNN模块，其中第一个LSTM用于将历史框架的姿势信息嵌入潜在空间中，第二个LSTM用于使用第二个LSTM，并且使用了第二个LSTM。预测下一帧的人类姿势。此外，我们的框架包含两个基于变压器的控制器，这些控制器分别用于建模根轨迹和速度因子的约束，以更好地利用框架的时间上下文并实现细粒度的运动控制。我们在包含各种现代舞蹈的舞蹈数据集上验证了拟议的方法。三个定量分析的结果验证了我们算法的优势。视频和定性实验结果表明，我们算法产生的复杂运动序列即使是长期合成，也可以在关键帧之间实现多种和平滑的运动过渡。

一组稀疏（例如六个）可穿戴的IMU提供的实时人类运动重建提供了一种非侵入性和经济的运动捕获方法。没有直接从IMU中获取位置信息的能力，最近的作品采用了数据驱动的方法，这些方法利用大型人类运动数据集解决了这一不确定的问题。尽管如此，挑战仍然存在，例如时间一致性，全球和关节动作的漂移以及各种地形上运动类型的各种覆盖范围。我们提出了一种同时估计全身运动的新方法，并实时从六个IMU传感器中产生合理的访问地形。我们的方法包含1.有条件的变压器解码器模型通过明确推理预测历史记录提供一致的预测，2。一个简单而通用的学习目标，称为“固定体点”（SBP），可以由变压器模型稳定地预测并通过分析例程使用要纠正关节和全球漂移，以及3.算法从嘈杂的SBP预测产生正则地形高度图，进而可以纠正嘈杂的全球运动估计。我们对合成和真实的IMU数据以及实时实时演示进行了广泛的评估框架，并显示出优于强基线方法的性能。

我们解决了从文本描述中产生不同3D人类动作的问题。这项具有挑战性的任务需要两种方式的联合建模：从文本中理解和提取有用的人类以人为中心的信息，然后产生人类姿势的合理和现实序列。与大多数以前的工作相反，该作品着重于从文本描述中产生单一的，确定性的动作，我们设计了一种可以产生多种人类动作的变异方法。我们提出了Temos，这是一种具有人体运动数据的变异自动编码器（VAE）训练的文本生成模型，并结合了与VAE潜在空间兼容的文本编码器结合使用的文本编码器。我们显示Temos框架可以像先前的工作一样产生基于骨架的动画，以及更具表现力的SMPL身体运动。我们在套件运动语言基准上评估了我们的方法，尽管相对简单，但对艺术的状态表现出显着改善。代码和模型可在我们的网页上找到。

当今的混合现实头戴式显示器显示了用户在世界空间中的头部姿势以及用户的手，以在增强现实和虚拟现实场景中进行互动。尽管这足以支持用户输入，但不幸的是，它仅限于用户的虚拟表示形式。因此，当前的系统诉诸于浮动化身，其限制在协作环境中尤为明显。为了估算稀疏输入源的全身姿势，先前的工作已在骨盆或下半身中融合了其他跟踪器和传感器，从而增加了设置的复杂性并限制了移动设置中的实际应用。在本文中，我们提出了AvatarPoser，这是第一个基于学习的方法，该方法仅使用用户头和手中的运动输入来预测世界坐标中的全身姿势。我们的方法建立在变压器编码器上，以从输入信号中提取深度特征，并将全局运动从学到的局部关节取向中解脱出来，以指导姿势估计。为了获得类似于运动捕获动画的准确全身运动，我们使用具有逆运动学的优化程序来完善臂关节位置，以匹配原始跟踪输入。在我们的评估中，AvatarPoser实现了新的最新最新结果，从而对大型运动捕获数据集（Amass）进行了评估。同时，我们的方法的推理速度支持实时操作，提供了一个实用的接口，以支持整体化的头像控制和元应用的表示形式。

人类运动合成是机器人技术的图形，游戏和仿真环境中应用的重要问题。现有方法需要准确的运动捕获数据进行培训，这是昂贵的。取而代之的是，我们为直接从单眼RGB视频中训练物理上合理的人类运动的生成模型提出了一个框架，该模型更广泛地可用。我们方法的核心是一种新颖的优化公式，该公式通过以可区分的方式执行物理限制和有关接触的原因来纠正不完美的基于图像的姿势估计。该优化得出校正后的3D姿势和运动及其相应的接触力。结果表明，我们的物理校正运动在姿势估计上显着优于先前的工作。然后，我们可以使用它们来训练生成模型来综合未来的运动。与先前的基于运动学和物理学的方法相比，我们在人类36m数据集中〜\ cite {H36M_P​​AMI}实现了定性和定量改进的运动估计，合成质量和物理合理性。通过从视频中学习运动合成，我们的方法为大规模，现实和多样化的运动合成铺平了道路。项目页面：\ url {https://nv-tlabs.github.io/publication/iccv_2021_physics/}

Recovering the skeletal shape of an animal from a monocular video is a longstanding challenge. Prevailing animal reconstruction methods often adopt a control-point driven animation model and optimize bone transforms individually without considering skeletal topology, yielding unsatisfactory shape and articulation. In contrast, humans can easily infer the articulation structure of an unknown animal by associating it with a seen articulated character in their memory. Inspired by this fact, we present CASA, a novel Category-Agnostic Skeletal Animal reconstruction method consisting of two major components: a video-to-shape retrieval process and a neural inverse graphics framework. During inference, CASA first retrieves an articulated shape from a 3D character assets bank so that the input video scores highly with the rendered image, according to a pretrained language-vision model. CASA then integrates the retrieved character into an inverse graphics framework and jointly infers the shape deformation, skeleton structure, and skinning weights through optimization. Experiments validate the efficacy of CASA regarding shape reconstruction and articulation. We further demonstrate that the resulting skeletal-animated characters can be used for re-animation.

之前在为人类运动提供合理的限制方面发挥着重要作用。以前的作品在不同情况下遵循各种范式的运动前锋，导致缺乏多功能性。在本文中，我们首先总结了先前运动的不可或缺的特性，并因此设计了一种学习多功能运动的框架，其模拟人类运动的固有概率分布。具体地，对于有效的先前表示学习，我们提出了全局方向归一化，以在原始运动数据空间中删除冗余环境信息。此外，将基于序列的基于段的频率引导引入编码阶段。然后，我们采用去噪培训方案以可学习的方式从输入运动数据中解散环境信息，以产生一致和可区分的表示。在三个不同的任务中嵌入我们的运动前嵌入我们的运动，我们进行了广泛的实验，并且定量和定性结果均表现出我们之前运动的多功能性和有效性。我们的型号和代码可在https://github.com/jchenxu/human-motion-porion -prior上获得。