BVH 文件结构
BVH 文件主要包含两部分：头部 (Header) 和帧数据 (Motion Data)。头部定义了骨骼的层次结构、每个关节的名称、初始位置和方向。它还包含了动画的采样频率和总帧数。帧数据则包含了每一帧中所有关节的旋转和平移信息。
头部 (Header) 部分
头文件定义了 BVH 文件的骨骼结构，这是理解动画的关键。它使用层级结构来描述骨骼之间的父子关系。每个骨骼都包含一个名称、偏移量（相对于父骨骼的位置）和可选的信道（channels）。信道定义了在动画帧中需要记录哪些信息，如旋转（以欧拉角表示）和平移。
帧数据 (Motion Data) 部分
帧数据部分包含了动画的实际运动信息。每一帧数据都对应于一个时间点，并包含了所有骨骼的旋转和平移数据。这些数据通常以特定的顺序排列，与头文件中定义的骨骼层次结构和信道对应。帧数据量的大小取决于动画的复杂程度和采样频率。
BVH 的应用
BVH 文件格式由于其通用性和易用性，被广泛应用于各种领域。在动画制作中，BVH 文件可以用来存储动作捕捉数据，方便动画师对角色进行快速的动画创作。在游戏开发中，BVH 文件可以用于导入角色动画，提高开发效率。在虚拟现实领域，BVH 可以用于创建逼真的虚拟人物动作。此外，BVH 还可以用于分析人类运动，进行医学研究和体育训练等。
BVH 的优势与局限性
BVH 格式的优势在于其易于理解和实现。它以文本形式存储数据，方便编辑和调试。同时，BVH 格式得到了广泛的支持，许多动画软件和游戏引擎都支持导入和导出 BVH 文件。然而，BVH 格式也存在一些局限性。它主要使用欧拉角来表示旋转，容易出现万向节锁问题。 此外，BVH 文件通常不包含材质和纹理信息，因此需要与其他文件格式配合使用才能实现完整的角色呈现。
结论
Biovision 层次结构 (BVH) 是一种重要的动作捕捉数据存储格式，在动画制作、游戏开发和虚拟现实等领域发挥着重要作用。虽然存在一些局限性，但其易用性和广泛的支持使其成为了行业内常用的标准之一。了解 BVH 文件格式对于理解动作捕捉技术和动画制作流程至关重要。