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基于时空配准的运动融合技术研究

作　者: 孟巍
导　师: 郭卫斌；陈志华
学　校: 华东理工大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 计算机动画运动捕获运动融合时空配准多分辨率模型
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 76次
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内容摘要

计算机动画是计算机图形学领域中的一个重要分支,目前已经成为一种重要的媒体制作手段。由于传统的基于手工关键帧的动画制作的效率非常低,难以满足市场要求。运动捕获技术利用专门设备针对人体运动进行捕捉,效率和真实感大大提高；但是捕获的运送数据一般只适用原始角色,很难直接应用到新的场合中,具有很大的局限性。为了提高运动捕获数据的可重用性,使之能够满足新环境、新角色或者新的风格中,需要对运动捕获数据进行再编辑。其中,运动融合是运动编辑的一项核心技术,本文主要对运动融合技术进行了深入的研究。本文介绍了一种不需要人工干预的运动融合方法,提出了基于关节运动规律的运动周期判别方法。通过分析运动捕获数据,计算双膝与臀部节点连线夹角的变化来确定运动周期,然后再进行时空变形、插值与约束重建,从而生成高质量的运动融合动画；本文又提出了基于多分辨率模型的运动融合新方法。该方法首先利用多分辨率模型计算运动帧的距离；同时对原有的斜率限制和调整窗口约束加以改进,提出了一种基于运动周期的设置调整窗口约束方法。多分辨率模型可以有效的进行帧距离计算,改进后的斜率限制和调整窗口约束可以有效的对动态时间配准算法进行约束,生成时间配准曲线。实验结果证明,本文提出的算法能够快速、有效的进行运动融合,从而生成的高质量的融合动画。最后,本文实现了一个运动编辑原型系统,该系统能够渲染场景和实时显示三维人体骨架。用户可以对输入运动进行包括运动融合在内的多种运动编辑操作。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-12
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 研究现状  10-11
  1.3 本文的工作  11
  1.4 本文的组织结构  11-12
第2章运动捕获和运动编辑相关技术综述  12-21
  2.1 人体运动骨架模型  12-14
  2.2 运动编辑  14-18
  2.3 运动融合技术  18-21
第3章基于人体运动规律的运动融合研究  21-39
  3.1 概述  21-22
  3.2 读取捕获运动  22
  3.3 人体运动规律及分析  22-23
  3.4 时间配准  23-26
    3.4.1 低通滤波  24-25
    3.4.2 人体运动规律  25-26
  3.5 空间配准  26-28
  3.6 根节点插值  28
  3.7 其它关节点插值  28-30
  3.8 约束重建  30-35
  3.9 实验结果及分析  35-37
  3.10 本章小结  37-39
第4章基于多分辨率模型的运动融合研究  39-49
  4.1 概述  39-40
  4.2 空间配准曲线的构造  40-42
    4.2.1 多分辨率模型解析  40-42
    4.2.2 空间配准  42
  4.3 时间配准曲线的构造  42-45
    4.3.1 动态时间配准  42-43
    4.3.2 斜率限制  43-44
    4.3.3 起始点选取  44
    4.3.4 调整窗口约束  44-45
  4.4 参数插值和约束重建  45
  4.5 实验结果及分析  45-47
  4.6 本章小结  47-49
第5章运动编辑系统的设计与实现  49-52
  5.1 系统设计  49-50
  5.2 系统简介  50-52
第6章总结与展望  52-54
  6.1 总结  52
  6.2 展望  52-54
参考文献  54-57
致谢  57-58
作者在攻读硕士学位期间发表的论文  58

基于时空配准的运动融合技术研究

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