全过程计算机辅助动画自动生成技术是由中国科学院陆汝钤院士于上世纪九十年代提出的,它的底层以图形学技术为支撑,上层将人工智能技术和电影艺术领域知识相结合,其目标是将中文故事以受限自然语言输入,经过计算机的一系列处理,最终生成与故事内容相符的三维动画。随着信息通信技术的快速发展,2008年中科院张松懋研究员提出将该技术应用到手机短信上,设计并研发了手机3D动画自动生成系统。其目标是根据发送方短信的具体内容自动生成相应的3D动画并发送给接收方。当前系统主要包括短信信息抽取、情节定性规划、动画定量计算和网络渲染四个部分。在影视动画作品中,动画角色作为场景中的演员,是作品的灵魂与核心,动画人物的行为动作、语言表达以及情绪流露对于表达动画主题与内容有着至关重要的作用。针对目前手机动画系统中仅能为单个虚拟人物添加、变换动作以及人物之间无法进行交互运动,本文提出在手机3D动画自动生成系统中进行虚拟人物交互运动的自动引入,使生成的动画在表现主题与叙述情节上更为生动和丰富。本文的主要工作包括:第一,提出并实现了一个基于本体库的交互运动规划系统。人物交互动作规划自动生成是基于知识库实现的,为此根据系统的实际需求以及动作本身特性,我们提出采用语义网技术以及基于动作三层识别的方法对交互动作进行分类,建立交互动作库,设计交互动作类以及其具体实例,并定义实例所具有的属性以及相关的主题和模板。定性规划是在交互动作库以及模型本体库建立的基础上,根据信息抽取到的主题或模板匹配适合的交互动作数据,规划虚拟人物执行交互动作的时间与顺序,判断该交互动作是否需要交互物来完成交互动作,最后结合动画场景信息,将具有交互动作的数据写入场景信息中。第二,设计并实现了交互运动定量计算系统。本文所采用的动作数据格式为FBX,我们提出对动作数据降低存储精度以及曲线裁剪的交互动作数据优化方法,经优化后动作数据文件大小减少了40%,优化后的动作文件加载时间减少了一半。交互运动定量计算主要包括三部分,第一部分是人物初始位置计算模块,我们提出区域划分法来进行初始位置选择,对人物朝向分为单人朝向定位以及多人朝向定位两类进行识别判断;第二部分为人物路径计算模块,我们采用对交互双方进行分层识别的方法,确定动作交互阶段以及人物骨骼感兴趣点位置分布,通过采用基于运动学的骨骼数据计算方法,计算人物骨骼位置坐标并采用设置关键点坐标的方法计算生成人物路径,对生成的运动路径采用基于离散点方法进行碰撞检测;第三部分为交互物路径计算模块,根据交互物运动形式的不同,分别采用静态绑定以及动态绑定两种方法,确定交互方式并将生成的交互物路径并与人物进行绑定,从而生成完整的交互动作。为了验证人物交互动作自动规划的效果,针对开放的中文短信输入,本文设计了有效性实验、多样性实验和动画观赏性实验。实验数据为2017年7月1日至2018年4月19日测试的短信,共计有效短信543条。在交互运动有效性实验中,生成动画中涉及到交互运动规划的占55.68%,均规划计算成功,规划计算包括人物初始位置规划、路径规划、交互物规划等;在交互运动多样性实验中,针对同一条短信,得到20种以上的不同动作组合结果占83.33%,动作生成具有多样性;在动画观赏性实验中,以20个短信生成的动画进行10分制打分的调查问卷形式展开,在信息抽取系统性能不稳定影响最终生成动画效果的情况下,经过交互运动规划的动画获得了6分以上的平均成绩,表明本文实现的系统提高了手机短信3D动画自动生成系统的表达效果。