Motion2Motion：支持不同骨骼结构的角色动作动画迁移工具

Motion2Motion 是一个无需训练的动作迁移框架，专注于解决不同骨骼结构角色之间的动画迁移难题。传统的动画重定向技术通常要求源角色和目标角色有相似的骨骼拓扑，这在处理差异巨大的角色（如人类和四足动物）时会遇到困难。Motion2Motion 提出了一种创新的方法，它不需要大规模的配对动作数据集进行训练，仅需用户提供目标角色的少量样本动作，并指定源和目标骨骼之间稀疏的对应关系（最少仅需6个），就能实现高质量的动作迁移。该框架通过一种新颖的运动匹配方式，将源角色的动作片段映射到目标角色的动作空间，最终重建出自然且连贯的动画，为游戏开发、影视动画等领域的创作者提供了极大的便利。

功能列表

• 跨拓扑结构动作重定向：支持在骨骼结构差异巨大的角色之间迁移运动，例如将蛇的攻击动作迁移到霸王龙上。
• 两足与四足动画重定向：能够高质量地实现不同运动模式角色间的动作转换，例如将火烈鸟的行走动作迁移给猴子，并生成自然的四肢、手臂及尾巴动态。
• 稀疏骨骼对应匹配：用户无需繁琐地逐一绑定所有骨骼，仅需指定少量（最少6个）关键骨骼的对应关系，系统即可完成动作迁移。
• 支持稀疏源关键帧：即便输入的源动画是不连续的稀疏关键帧，系统也能够成功重建出完整的、连贯的目标动画。
• Blender插件集成：提供了Blender插件，方便动画师在专业工作流程中进行实时、可视化的动作重定向操作。
• 兼容SMPL模型：可以轻松将基于SMPL等标准人体模型捕捉的动作，迁移到具有复杂服装和动态效果的游戏角色上。

使用帮助

Motion2Motion 的核心是一个无需训练的动作迁移框架，这意味着用户不需要准备大规模的数据集或进行复杂的模型训练，即可直接使用。其主要通过一个Blender插件来提供给终端用户，实现了在专业动画制作环境中的无缝集成。

核心工作流程

根据其项目主页的系统概述，Motion2Motion的工作流程可以理解为以下几个步骤：

1. 准备输入数据:
   • 源角色动作 (Source Motion): 一段你希望迁移的动画序列，例如一段捕获的人类跳舞动画。
   • 目标角色骨骼 (Target Skeleton): 你希望应用该动画的角色模型骨骼，例如一个游戏中的怪物角色。
   • 目标角色样本动作库 (Target Motion Database): 为目标角色准备一个或几个示范性的动作片段，这个库不需要很大，用于系统理解目标角色的运动特性。
2. 定义稀疏骨骼映射 (Sparse Correspondence):
   这是整个流程中最关键的一步。用户需要在源角色和目标角色的骨骼之间建立关联。与传统方法不同，Motion2Motion不需要对每一根骨骼都进行一比一的绑定。
   • 在Blender插件的界面中，你只需要选择两个角色骨骼中具有相似运动学功能的几个关键部位进行配对。例如，将源角色的“头部”与目标角色的“头部”关联，将“左手”与目标的“左前爪”关联，“脊柱”与目标的“脊柱”关联等等。
   • 根据官方演示，最少仅需绑定6对关键骨骼，如头部、脊柱、臀部、左右脚和左手，即可获得理想的效果。 这种稀疏映射大大降低了前期设置的复杂度。
3. 执行动作迁移:
   • 设置完成后，在插件中启动迁移过程。系统会自动在后台执行运算。
   • 动作分解与匹配: 系统首先会将源动作序列分解成许多个微小的、有重叠的“动作片段 (Motion Patches)”。
   • 空间投影与检索: 接着，它会利用你定义的稀疏骨骼映射关系，将每一个源动作片段“投影”到目标角色的骨骼空间中，形成一个“查询请求”。然后，系统会用这个查询请求去你提供的目标角色样本动作库中进行检索，寻找最匹配的动作片段。
   • 融合与重建: 系统会将所有检索到的、最匹配的目标动作片段进行加权平均与融合，最后根据融合结果重建出一段完整、平滑且符合目标角色物理结构的动画。

在Blender插件中的操作

官方视频演示了其Blender插件的实时操作界面，对于动画师而言，使用流程非常直观：

1. 导入模型与动画: 在Blender场景中导入你的源角色（及其动作）和目标角色。
2. 打开Motion2Motion插件: 启动插件后，会出现一个专门的控制面板。
3. 指定角色与动作: 在面板中，将源角色和目标角色分别指定到对应栏位。加载源角色的动作数据。
4. 建立骨骼对应: 插件会提供一个可视化的界面，让你能够方便地选择源和目标骨骼并建立配对关系。你可以实时看到哪些骨骼被绑定（例如用高亮颜色显示）。
5. 实时重定向: 完成绑定后，启动实时重定向功能。当你播放源角色的动画时，目标角色会实时地根据算法结果进行运动，方便你立刻预览和调整。
6. 导出结果: 对结果满意后，可以将生成的动画数据烘焙到目标角色的骨骼上，以便在游戏引擎或其它三维软件中使用。

对于希望深入研究或进行二次开发的开发者，可以访问项目官方的Code链接，获取源代码并按照其文档说明进行环境配置和使用。

应用场景

1. 游戏开发
   在游戏开发中，经常需要为形态各异的角色（如怪物、外星人、动物）制作动画。利用Motion2Motion，开发团队可以使用同一套人类演员的动作捕捉数据，快速地为游戏中的非人角色生成高质量的动画，极大地节约了为每个独特角色手动制作动画的成本和时间。
2. 影视动画
   在动画电影或特效制作中，动画师可以复用已有的高质量动画库。例如，将一个存档中已有的马的奔跑动画，迁移到一个虚构的奇幻生物身上，同时还能保持运动的真实感和角色的独特性。
3. 虚拟现实与元宇宙
   在VR应用或元宇宙平台中，用户的虚拟形象（Avatar）千差万别。Motion2Motion可以实时地将用户的身体动作（通过VR追踪器捕捉）应用到任何形态的虚拟形象上，无论该形象是标准人形还是卡通动物，都能保证动作的自然协调。
4. 机器人学研究
   研究人员可以利用该技术，将人类或动物的运动模式迁移到机器人上，用于机器人的运动规划和仿真测试，加速仿生机器人的研发过程。

QA

1. Motion2Motion是什么？
   Motion2Motion 是一个发表于SIGGRAPH Asia 2025的计算机图形学研究项目。它提出了一种新颖的、无需训练的框架，用于在骨骼结构差异巨大的角色之间进行动画迁移。
2. 这个工具需要大量的训练数据吗？
   不需要。这是它最大的特点之一。Motion2Motion是一个“training-free”（免训练）的框架，它不需要依赖大规模的配对动作数据集。你只需要为目标角色提供一个或几个简单的样本动作即可。
3. 我应该如何使用Motion2Motion？
   对于动画师或设计师，最直接的使用方式是通过其官方提供的Blender插件。你可以在Blender中导入你的模型，通过插件界面设置好稀疏的骨骼对应关系，然后就可以实时预览并生成重定向后的动画。对于开发者，可以从其GitHub页面获取源代码进行更深度的集成和开发。
4. 它支持哪些类型的角色动画迁移？
   该框架非常灵活，支持多种复杂的迁移场景，包括：

• 种内迁移：例如从一种蛇迁移到另一种蛇。
• 跨物种迁移：例如从蛇迁移到霸王龙。
• 两足到四足迁移：例如从人类或鸟类迁移到猴子、熊或狗等四足动物。
• 标准模型到游戏角色：例如将SMPL人体模型的动作迁移到复杂的奇幻游戏角色上。