学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

复杂环境下角色动画的自动化选择与合成的研究实现

作　者: 刘剑寒
导　师: 闵帆
学　校: 电子科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 角色动画 运动捕获 运动图 运动图压缩 启发式搜索
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 25次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着计算机硬件与计算机图形学算法的不断发展,计算机动画正在成为当前研究的一大热点。在该领域,角色动画是一个重要的研究方向。它在数字娱乐领域取得了巨大的成功,但还存在着很多问题尚待解决。角色动画是对真实世界中人物的模拟,要想让角色动画逼真,让人具有代入感,保证角色的真实感是唯一的途径。然而,角色具有多个自由度和非常复杂的肢体运动,且外形不规则,运动的风格以及脸部表情千变万化。人类对自身的运动又非常熟悉,经常能够从远处仅通过走路的姿态就识别出熟悉的人,且容易察觉其不协调的运动。因此,如何保证运动的真实感是一个重要的问题。这也是本文研究的第一个问题。通过运动捕获数据驱动的角色动画,由于其数据来源于真实世界中表演者的活动,所以能够保证运动的真实感。因此,本论文采用基于运动数据的方法来制作角色动画。然而该方法原理上是三维运动的简单录制和重放,无法提供对运动数据更多的交互控制。这使得该方法的数据可重用性低,难以适应交互性强的应用。为了解决该问题,本论文采用运动图的方法将运动捕获数据构造成运动图,并将生成目标运动的问题转换为在该图中搜索一条路径的等价问题。将运动捕获数据中的每一帧的姿势作为运动图的一个节点,再找到这些姿势中相近的姿势,为其创建运动之间的过渡,作为运动图的边。就将原始固定为线性结构的运动捕获数据重构为灵活性更好的图状结构的运动图。然而,运动图方法也有其固有的缺陷,那就是生成运动的效率与功能性受制于构成它的运动捕获数据库,令人诟病。为了弥补运动图的缺陷,本文采用了扩展的方法对运动图进行扩展,并采用了相应的压缩算法对运动图进行了压缩。扩展的目的是为了增加运动图的功能性,而压缩的目的是为了降低运动图的容量,提高运动图生成运动的效率。当前的角色动画制作技术,依赖于有经验的动画师,是一项需要大量的体力与脑力劳动的工作。提高角色动画制作效率,减少动画师的参与,能够有效降低角色动画制作的时间与制作成本。然而,由于角色动画制作自身的复杂性与不确定性,如何提高角色动画制作效率也是一个具有挑战性的问题。这是本文研究的第二个问题。为了解决角色动画制作效率不高的问题,本文针对角色动画常见的应用是生成满足指定环境的动画,提出了基于运动图在复杂环境中自动合成角色动画的一种方法,对提高角色动画制作效率进行了一个有意义的探索。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-16
  1.1 课题来源  11-12
  1.2 研究目的和应用前景  12-14
  1.3 论文的主要工作  14-15
  1.4 论文的章节安排  15-16
第二章 常用角色动画制作技术  16-24
  2.1 关键帧方法  16-18
  2.2 基于运动学的方法  18-19
  2.3 基于动力学的方法  19-20
  2.4 基于运动数据的方法  20-23
  2.5 本章小结  23-24
第三章 系统设计  24-31
  3.1 系统需求  24-26
  3.2 系统模块  26-29
    3.2.1 系统功能模块描述  26-28
      3.2.1.1 源运动数据分析与重构模块  26-27
      3.2.1.2 目标运动的解析与求解模块  27-28
    3.2.2 系统框架  28-29
  3.3 系统流程  29-30
  3.4 本章小结  30-31
第四章 源运动数据的分析与重构模块算法设计  31-53
  4.1 源运动数据的载入  31-33
  4.2 源运动数据的分析  33-39
    4.2.1 运动相似度分析  33-36
    4.2.2 地面接触状态分析  36-37
    4.2.3 运动姿势类别判断  37-39
  4.3 源运动数据的重构  39-52
    4.3.1 运动的连接  39-42
    4.3.2 运动的压缩  42-48
    4.3.3 运动的扩展  48-52
  4.4 本章小结  52-53
第五章 目标运动数据的解析与求解模块算法实现  53-72
  5.1 场景与场景中障碍物的表示  53-59
    5.1.1 场景的表示  53-54
    5.1.2 场景中障碍物的表示  54-59
  5.2 角色路径的搜索  59-60
  5.3 目标运动的求解  60-69
    5.3.1 构建目标函数  61-66
    5.3.2 构建启发函数  66-68
    5.3.3 搜索目标动作  68-69
  5.4 运动数据的导出  69-71
  5.5 本章小结  71-72
第六章 系统测试  72-76
  6.1 系统部署环境  72-73
  6.2 系统运行实例  73-76
第七章 总结与展望  76-79
  7.1 总结  76-77
    7.1.1 论文的创新点  76-77
    7.1.2 论文的不足  77
  7.2 前景展望  77-79
致谢  79-80
参考文献  80-85
攻硕期间取得的研究成果  85-86

相似论文

  1. 面向文景转换的角色动画生成技术研究,TP391.41
  2. 基于稀疏表示的人体运动捕获数据分析方法研究,TP391.41
  3. 基于时序推理的航空旅行最优中转换乘规划系统研究,O221
  4. 人体运动时间序列可视化及多索引方法研究,TP391.41
  5. 三维人体运动重定向技术研究,TP391.41
  6. 基于MEL的骨骼装配技术的探讨与实现,TP391.41
  7. 基于物品运动图分析的RFID数据管理技术研究,TP391.44
  8. 可配置TTA处理器编译器的指令调度技术研究与实现,TP314
  9. 遗传连锁群中分子标记排序研究,TP18
  10. 基于模拟退火算法的EFSM模型测试数据自动生成,TP311.52
  11. 神经网络拓扑结构的自动生成方法研究,TP183
  12. 基于粒计算的智能搜索引擎技术研究,TP391.3
  13. 基于覆盖网的P2P网络路由及资源搜索策略,TP393.02
  14. 海洋钻井平台二维零件切割排料技术研究,TP391.72
  15. 航海距离系统的服务器端设计与实现,TP393.05
  16. 基于物理的角色动画动态控制技术研究,TP391.41
  17. 基于信号处理的角色动画编辑系统设计与实现,TP391.41
  18. 基于物理的虚拟角色运动重定向研究与实现,TP391.41
  19. 面向时空多样性的三维人体运动合成研究,TP391.41
  20. 移动机器人在SLAM中数据关联方法的研究,TP242

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
© 2012 www.xueweilunwen.com