如何更高效地制作具有较强真实感的可变形人体角色动画一直是计算机三维动画技术研究中的热点之一。为了提高人体角色动画真实感,研究者们通常采用物理或动力学模拟的方法,在初级运动（如行走等）的基础上模拟人体运动过程中的次级运动（如脂肪抖动等）,从而满足人体角色动画的真实感要求。而为了提高动画制作效率,研究者们通常采用动作捕捉技术捕获真实人体的不同运动状态信息再结合手动编辑和调整的方法。基于物理的传统模拟方法只能针对特定的运动或角色模型生成真实感相对较差的周期性运动,基于动力学模拟的方法则通过解算动力学参数模拟出了具有较强真实感的人体角色动画,但这两种方法通常仅适用于特定的单一模型或单一动作,在模拟不同的人体角色模型在不同运动状态下的次级变形时表现较差,制作效率较低。运动捕捉技术虽然可以捕获不同运动状态信息,但由于该信息来源于特定的捕获对象,所以在制作不同虚拟人体角色模型的可变形角色动画时效率较低。此外,运动捕捉技术通常只能捕获到运动对象的骨骼运动及部分身体标记点信息,要提高动画真实感,就需要为捕获对象添加更多标记点并进行手动校准,因此无法在制作效率与真实感中取得较好的平衡。针对可变形人体角色系统的真实感与制作效率问题,本文设计并实现了基于运动捕捉的可变形人体角色动画系统。具体思想是,基于运动捕捉设备捕获真实人体运动数据,通过动画重定向完成运动信息在不同模型上的复用,结合基于位置的动力学思想及形状匹配算法进行虚拟角色运动模拟。具体而言,本文的主要工作包括:·参考基于位置的动力学及形状匹配算法,结合真实人体生理解剖结构设计并实现了虚拟人体角色运动模拟。对模型进行实体体素化后将所有体素划分为骨骼层、肌肉层、脂肪层及皮肤层四个层级。基于骨骼运动数据驱动骨骼层体素粒子运动,再基于形状匹配算法和基于位置的动力学约束将骨骼层粒子运动扩散到其他层级,从而提高了人体角色动画的真实感。·搭建了基于Optitrack的动作捕捉环境,捕获到了真实的人体在不同运动状态下的运动数据信息,并基于动画重定向方法将得同一份运动数据较好的复用到了不同体型的角色模型上。由此较好的提升了可变形人体角色动画的制作效率。·保留了人体模型分层参数的自定义方法,使得系统可以同时模拟出体内脂肪含量较高的肥胖型人体角色运动,以及体内脂肪含量较低的壮硕型人体角色运动。实验结果表明,本文系统模拟出了具有较强真实感的人体角色初级运动及次级运动;本文系统搭建了运动捕捉场景并捕捉到了不同运动状态下的真实人体运动信息,再基于动画重定向方法完成了运动数据在不同角色模型上的复用,满足了制作效率要求;本文系统完成了具有较高准确性的模型实体体素化,并提供了模拟人体脂肪与肌肉比例的可调节参数,较好的模拟了同等体型的虚拟人体角色模型在不同脂肪含量情况下的次级变形。