计算机生成卡通烟雾动画

给出了一个用于二维计算机动画烟雾的模型,这里着重强调的用计算机生成卡通风格的烟雾效果。首先介绍如休从手工绘制的卡通烟画面中提取烟雾骨架的静态结构与动态,然后沿骨架进行不同的形状绘制来生成卡通烟缕和烟团,引进随机分量控制,该模型可以自动生成无重复机械感的并与卡通风格一致的烟雾序列画面。     

卡通动画雨模型

给出了一个能自动生成卡通风格的小雨和大雨效果的计算机模型.首先介绍如何从手工绘制的卡通雨动画序列中分析并提取雨滴降落轨迹的静态结构与动态结构,以此为基础生成它们的骨架模型.在小雨模型中,只采用单层骨架,在大雨模型中,则采用多层雨滴以表示降雨的深度感,并添加溅落到地面的雨滴,以进一步强调效果.由于在模型中采用了随机分量控制,因而在生成的下雨效果中避免了在手工绘制动画里重复使用周期序列画面带来的机械感.在手工绘制动画中若想改变下雨轨迹的方向和速度,以烘托动画气氛,则需要分别绘制不同的下雨动画序列,工作量很大.采用该模型只需通过控制少量几个参数便可以十分容易地改变下雨的方向与速度.该模型不仅能再现传统二维卡通下雨的效果,而且能在三维空间生成卡通风格的下雨动画.     

一个用于立体卡通动画的流水模型

提出了一个用于立体卡通动画的流水模型.介绍了如何把手工绘制的卡通流水画面分解成不同的部分,从中提取流水序列的静态信息与动态信息.基于这些信息,建立了一个具有等级结构的模型.通过调整少量的控制参数,模型可以自动生成与手工绘制卡通流水风格一致的动画序列.一个重要的工作是把卡通流水模型扩展到三维,并在CAVE立体投影系统中生成立体卡通流水动画.     

用随机正弦波拟合卡通流水

在过去20年中人们提出许多处理水运动的方法,但大都致力于生成真实感的动画,而对传统手工绘制的水运动效果建模问题几乎无人涉及,给出一个等级结构的卡能流水模型,首先分析了卡通汉水的绘制过程,从中提取卡通流水的静态要素与动态要素,然后以正弦波为基础对其幅度、频率以及相位进行随机扰动定义水波形状,并在指定边线范围内控制它们的运动来生成卡通流水,此外还给出了生成三维卡通流水的方法以及相应的动画图例。     

计算机生成3维卡通烟尘动画

为了能够表现不同透视和视点下的3维卡通烟尘动画,给出了一个计算机自动生成3维卡通烟尘动画的模型.该模型首先对手工绘制的卡通烟尘进行分类,然后通过构建它们的骨架来定义出各种类型卡通烟尘的静态结构构与动态结构,最后在骨架的基础上,通过简单的模型绘制出卡通烟尘的形态.该模型的特点是把骨架定义在3维空间上,这不仅仅可以表现不同透视和视点下的各种卡通烟尘效果,而且避免了手工绘制相应动画效果时的重复劳动.     

三维卡通海浪动画建模

卡通海浪动画目前主要依赖手工绘制,如果海浪波形以及运动速度有变化则需要动画师绘制全新的动画序列.为此,提出一个自动生成三维卡通海浪动画的模型.首先构造一组海浪曲面在关键位置上的骨架,再对这些骨架进行插值得到某时刻的海浪曲面;通过一个动态控制函数选择相应的关键骨架,并对其进行组合来生成时变的海浪曲面.通过Bézier曲线...     

计算机生成三维卡通溅水效果

针对手工绘制卡通溅水效果费时费力的问题,提出一个计算机自动生成的三维卡通溅水模型.首先构建溅水喇叭形曲面的母线方程,然后旋转得到溅水曲面,再根据手工绘制溅水的形状特征构建溅水的动态纹理并映射到溅水曲面上;空中零散水花则用少量控制点和样条曲线拟合其形状,然后分类布置在溅水曲面周围并用Billboard技术绘制各个水花.实...     

利用自回归模型生成中国画风格水动画

提出一个生成中国画风格水动画的方法.首先检测手工绘制国画水波的位置,然后利用自回归模型合成这些水波形状.合成的水波用基于图像方法来绘制以使水波与手工绘制国画风格一致.最后,将水波放在手工绘制的国画环境中运动起来构成动画.所附图例展示该方法能够获取手工绘制水波样本的统计特性而生成富有变化的非真实感水动画序列.     

手绘二维曲线自动生成三维模型研究

通过手绘创作三维模型是改变传统三维模型制作方式的新兴研究点;论文提出两种由手绘二维曲线自动产生三维模型的算法,分别进行了详细介绍和讨论：算法一基于重心原理拓展曲线,并在曲线簇上进行网格重构,但此方法仅限于椭圆拓扑的曲线;算法二利用离散方法寻找轴线,该方法能够生成更加多样化的模型并侧重于细节。通过算法实现效果的对比,验证了两种算法快速生成三维模型的有效性;最后展示了通过该文算法绘制的几个卡通模型,并对进一步生成模型动画进行了设想。     

骨架驱动的MLS卡通角色变形

传统的基于移动最小二乘法(MLS)的图像变形方法中,由于没有考虑图像变形中的角色形状的拓扑关系,使得变形结果产生局部扭曲的现象.为此提出一种骨架驱动的MLS卡通角色变形方法.首先抽取图像中的角色,并对抽取出的角色模型进行三角剖分得到其网格模型;然后根据网格模型的拓扑关系手工输入骨架,并将模型的骨架自动绑定到该角色模型上;最后用户可交互地修改模型骨架,而骨架通过MLS将形变传递到整个角色模型上去.由于该方法是局部相关的,将每一个网格顶点绑定在相应骨架上,限定了全局骨架变形的影响,从而克服了变形失真现象.对比实验结果表明,文中方法可以使卡通角色的变形效果更加自然,具有广泛的应用前景.     

3维卡通水与物体交互作用的动画建模

为了生成水与物体交互作用的卡通动画,提出一个混合式的3维卡通水模型。先构造出复杂的各种卡通水波模型,然后在2维工作区上对它们进行结构上的组合并映射到3维水面上进行绘制;障碍物在3维水面上的覆盖区域被检测出来之后,将其逆映射到2维工作区并在工作区内实现流水波形和障碍物所在区域的碰撞检测,根据碰撞检测结果触发障碍物附近的激起浪花波形。该方法的特点在于既表现了卡通流水与障碍物的碰撞,又保持了手工绘画的艺术感。此外,用户还可以方便地对波形的形态、位置、速度等进行设置与调控。系统利用GPU（图形处理器）硬件处理能力实现了对3维卡通水与物体交互的实时绘制。     

Performance‐driven animation of hand‐drawn cartoon faces

We present a novel performance‐driven approach to animating cartoon faces starting from pure 2D drawings. A 3D approximate facial model automatically built from front and side view master frames of character drawings is introduced to enable the animated cartoon faces to be viewed from angles different from that in the input video. The expressive mappings are built by artificial neural network (ANN) trained from the examples of the real face in the video and the cartoon facial drawings in the facial expression graph for a specific character. The learned mapping model makes the resultant facial animation to properly get the desired expressiveness, instead of a mere reproduction of the facial actions in the input video sequence. Furthermore, the lit sphere, capturing the lighting in the painting artwork of faces, is utilized to color the cartoon faces in terms of the 3D approximate facial model, reinforcing the hand‐drawn appearance of the resulting facial animation. We made a series of comparative experiments to test the effectiveness of our method by recreating the facial expression in the commercial animation. The comparison results clearly demonstrate the superiority of our method not only in generating high quality cartoon‐style facial expressions, but also in speeding up the animation production of cartoon faces. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

草绘3维人体建模的模板形变方法

目的 采用草绘交互方式直接构造3维人体模型是当前人体建模研究的重要课题之一.提出一种草绘3维人体建模的模板形变方法.方法 针对输入的草图,首先,采用关节点定位方法获取草图中的人体关节点,根据人体结构学约束识别人体骨架结构,通过解析人体轮廓草图获取人体草图特征;其次,通过骨架模板和外观轮廓模板形变,将草图特征映射到3维人体模型,实现3维人体建模.结果 草图解析方法能有效提取草图特征,通过模板形变方法生成3维人体模型,并在模型上保持草图特征;能适应不同用户的绘制习惯,且生成的3维人体模型可用于人体动画设计.结论 提出一种草绘3维人体建模的模板形变方法,支持用户采用草绘方式进行3维人体模型设计,方法具有良好的用户适应性,对3维动画创作具有重要意义.     

计算机辅助美术动画的新方法综述

随着数字媒体处理、非真实感绘制和交互式娱乐等技术的兴起,出现了一些新的计算机辅助美术动画设计和制作方法．从研究方法和技术路线上,可将当前的研究工作总结和归纳为4类：基于视频流的方法、结合二维半／三维几何模型的方法、基于素材重用的方法和借鉴三维动画技术的方法．在此基础上,对各类方法的基本思想和关键技术等进行了分析,并探讨了如何进一步超越二维世界,如结合三维几何、运动的时序变化、情感等来研究计算机辅助美术动画技术的趋势．     

基于形状匹配的卡通运动捕捉

提出一种对传统的卡通动画进行运动捕捉的方法．不同于以前基于骨架模型或者关键形状表示的方法,用整体仿射运动和局部非仿射变形的组合来表示卡通人物的运动,用卡通人物的轮廓表示它的形状;然后直接对相邻的关键帧进行形状匹配,将恢复的运动参数映射到一个目标人物上,使其具有与原来人物相同的运动方式．文中不使用先验模型,通过形状匹配来获取和映射卡通人物的运动,并通过实验验证了该方法的可行性．