基于運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)的若干動(dòng)畫(huà)技術(shù)研究.pdf

1、二十世紀(jì)九十年代以來(lái),隨著運(yùn)動(dòng)捕獲技術(shù)的興起,計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,被廣泛地應(yīng)用于影視、游戲、教育和國(guó)防等領(lǐng)域.但隨之而起的問(wèn)題是如何方便、高效地利用運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作.在此背景下,基于運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)的動(dòng)畫(huà)研究,已經(jīng)成為近年來(lái)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的一大熱點(diǎn).該文的工作就是探索利用運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的新方法,提出了基于小波變換的三維運(yùn)動(dòng)合成及真實(shí)感處理、基于例子的運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)檢索、基于馬爾可夫鏈的運(yùn)動(dòng)圖建模及相應(yīng)的動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作

2、和基于多智能角色的群體動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作等技術(shù).該文的主要內(nèi)容包括:在第一章中,介紹了該文的研究動(dòng)機(jī)、研究現(xiàn)狀、該文的工作概述和內(nèi)容組織;在第二章中,綜述了運(yùn)動(dòng)捕獲技術(shù)和基于運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)的發(fā)展情況;在第三章中,提出了一種既能控制運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié),又能在抽象層次上對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行處理的動(dòng)畫(huà)技術(shù),它能同時(shí)在頻域和時(shí)空域?qū)\(yùn)動(dòng)進(jìn)行處理:首先將小波變換引入運(yùn)動(dòng)編輯,對(duì)運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行多分辨率分析,實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)特征增強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)融合和運(yùn)動(dòng)特征提取與綜合等算法;接著

3、,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的特征和動(dòng)畫(huà)師的要求,對(duì)運(yùn)動(dòng)施加時(shí)空約束,建立并求解目標(biāo)方程,保持運(yùn)動(dòng)的真實(shí)性;在第四章中,提出了一項(xiàng)基于運(yùn)動(dòng)例子的三維運(yùn)動(dòng)檢索技術(shù):首先運(yùn)用動(dòng)態(tài)聚類(lèi)算法,建立基于層次化運(yùn)動(dòng)描述的運(yùn)動(dòng)檢索樹(shù),然后根據(jù)得到的運(yùn)動(dòng)檢索樹(shù),采用k近鄰法則對(duì)例子運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分類(lèi),確定檢索子集,最后采用彈性匹配算法計(jì)算例子運(yùn)動(dòng)和被檢索運(yùn)動(dòng)子集間的相似度,得到檢索結(jié)果.為了提高檢索效率,采用聚類(lèi)算法提取運(yùn)動(dòng)關(guān)鍵幀序列表征運(yùn)動(dòng);在第五章中,介紹了一個(gè)基于運(yùn)動(dòng)圖

4、的運(yùn)動(dòng)合成框架:首先采用貪婪算法從已有的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取運(yùn)動(dòng)元,各個(gè)運(yùn)動(dòng)元被定義為體現(xiàn)基本動(dòng)力學(xué)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)段,同時(shí)把具有相似動(dòng)力學(xué)特征的運(yùn)動(dòng)元聚類(lèi)到同一個(gè)運(yùn)動(dòng)群中;然后定義各個(gè)運(yùn)動(dòng)群為一階馬爾可夫過(guò)程的一個(gè)狀態(tài),把運(yùn)動(dòng)建模為一階馬爾可夫過(guò)程,運(yùn)動(dòng)群間的連接關(guān)系通過(guò)運(yùn)動(dòng)圖來(lái)進(jìn)行建模;最后根據(jù)運(yùn)動(dòng)圖,采取以下兩個(gè)步驟來(lái)生成新運(yùn)動(dòng):在運(yùn)動(dòng)圖上找出一條運(yùn)動(dòng)元(群)路徑,光滑連接各運(yùn)動(dòng)元.在此框架下,提出了兩項(xiàng)新的運(yùn)動(dòng)合成技術(shù):隨機(jī)運(yùn)動(dòng)采樣和運(yùn)動(dòng)