耦合几何特征的高精度流体动画建模方法

动漫制作中涉及到大量的流体动画特效,视觉逼真性是它们的基本追求.然而,传统的物理模型计算代价高、效率低且流体细节易丢失.针对这些问题,文中提出一种耦合几何特征的高精度流体动画生成方法,通过利用不同流体细节(如水面和水花)之间的相关性提高计算效率和计算精度.该方法首先建立几何模型,对流体表面易于产生流体细节的区域即细节敏感区域进行定位、量化和跟踪.然后将几何模型与高精度流体动画物理模型相耦合,通过将几何模型中的定位量化函数映射为粒子密度函数,以此调整物理模型中的粒子集,从而更有效地产生高精度的流体水面和水花等细节效果.实验结果表明,文中方法能够提高流体动画计算的效率和精度,高效地生成更具有视觉真实感的流体动画.     

流体动画方法综述

介绍了二维流体和三维流体动画方法。流体动画制作分为两步：流体表面建模和流体绘制。二维流体建模主要采用参数建模方法,基于傅立叶变换原理,合成波动的二维流体表面。三维流体建模一般基于Navier-Stokes流体方程,利用流体内部的速度建立流体表面的方程。流体绘制主要采用光线跟踪方法。流体动画的挑战和发展方向在于：流体动画控制、实时绘制、细节表现。     

流体动画生成方法研究综述

计算机图形学下的真实感流体动画生成技术,在影视特效和广告、三维游戏开发、虚拟现实等领域有着重要的应用价值。文章回顾了近些年来流体动画的发展趋势,将其研究成果归纳为三类：经验方法、物理方法和数据驱动方法,并总结这些方法的优缺点。其中重点介绍了主流的物理方法和最新发展的数据驱动方法。     

基于物理的流体模拟动画综述

基于物理的流体模拟近年来成为计算机动画领域的一个研究热点.回顾了该领域中基于物理的流体模拟的发展情况,总结了该研究方向所采用的各类方法,并结合各种现象的特点分门别类地详细展开.其方法总体上可以分为欧拉法和拉格朗日法,涉及的现象包括烟雾、火焰、爆炸、波浪、气泡以及自由运动界面等.最后展望了未来发展的3个重点：细节策略、加速策略和控制策略,以使整个模拟能够更好地满足人们对真实感、实时性以及灵活性的需求.     

计算机流体动画技术的研究进展

烟雾、流水等流体是自然环境的重要组成部分,计算机模拟的流体行为能增添虚拟现实真实感,更好地烘托环境气氛.针对近年来计算机流体动画领域出现的许多研究成果,综述了该领域的发展现状,介绍了相关研究所采用的理论方法,并结合具体现象进行分析,最后阐述了其未来发展方向.     

基于物理及数据驱动的流体动画研究

主要针对近年来流行的基于物理及数据驱动的各种流体动画模拟算法及其应用给出了一个全面的前沿性综述.首先,对传统的基于物理的流体模拟加速方法进行了综述和总结,同时给出了此类方法中各种算法的优劣性分析;其次,对现有的基于数据驱动的多种算法进行了综述和分析.特别地,将现有的数据驱动方法归结为3类,即数据插值法、数据预计算方法和基于深度学习的方法.并且,进一步讨论了基于数据驱动的流体动画模拟算法的几个关键问题以及其研究趋势与方向.     

一种基于几何特征的斜视人脸图象特征恢复方法

利用人脸图象的轮廓特征，对斜视人脸图象恢复出识别中需要的几个基本正面几何特征、实验结果表明该方法获得较好的效果。     

基于几何位置的标记特征恢复方法研究

在场景中设置标记足增强现实中跟踪摄像机空间姿态的一种常用方法.针对复杂场景中标记被局部遮挡、或光线变化影响标记特征检测的问题,提出了一种基于几何位置的标记特征恢复方法.该方法利用空间向量的几何特征,通过延长与合并被截断的空间线段,并根据标记线段的邻域存在像素灰度值突变的特征,恢复被遮挡标记的特征线段.为验证方法的有效性,将该方法应用于基于增强现实的虚实交互系统,实验结果表明,在标记被局部遮挡或光线多变条件下,该方法能够恢复标记特征,较好地实现了标记的跟踪与注册.     

基于物理的流体动画加速技术的研究进展

基于物理的流体动画技术一直是计算机图形学领域里最为活跃的研究方向之一,且其最近几年的发展非常迅猛.然而由于该技术需要求解复杂的非线性运动方程,而实时性又是计算机图形应用的一个重要需求,因此如何提升其计算效率始终是个挑战性问题.文中对目前基于物理的流体动画技术在加速技术方面的研究进展进行了详细地分析和总结,针对计算过程的每一个步骤分别进行了剖析,从流场元素的高效表达、紧凑的计算网格、高效计算方法、硬件并行处理等方面做了详细展开,并由此给出一些启示性思路,如混合表达的方法等,以实现实时的流体动画效果.     

基于改进几何特征的三维人脸识别方法

研究人脸识别问题,当人脸的表情发生很大变化时,提取的三维几何特征会发生较大变化,造成识别准确度很低,影响识别效果.为解决上述问题,提出了一种改进几何特征的三维人脸识别方法.通过求出人脸几何特征差异的关联程度,计算哪种三维几何特征变化与识别结果是无关的,哪种与识别结果足关联的,解决了人脸表情变化时的准确三维识别问题进行仿真.结果表明,改进方法实现识别高效,可使得三维人脸识别的准确度大大的提高,为设计提供了支持.     

关于流体模拟细节增强技术的研究

基于物理的流体动画技术一直是计算机图形学领域研究的重点,但是之前大多数研究一直针对的是如何对流体模拟进行加速,而文章对于如何更加精细的模拟流体做了全面的综述,重点从模拟方法、界面重构、边界控制及算法优化方面做了介绍与分析.     

基于模型的人体动画方法

文章从点点对应,线线对应入手,首先给出了根据已知二维影像特征求得与其对应的三维模型特征参数的方法,然后给出了已知人体二维影像特征求解三维人体模型特征参数方法的详细描述.基于这一思想,实现了一个动画系统Video & Animation Studio.文章最后给出了一个由该系统实现的人体行走的例子.     

视频驱动的语义表情基动画方法

为了重用视频内容中的表情信息,提出一种语义表情构造与语义表情参数优化方法.首先从带有噪声的稀疏特征点中定义出人脸表情的语义信息;然后在语义表情空间中优化求解出最优表情参数,以提高人脸动画的真实感.该方法既不需要标定相机参数,也不需要预先建立表演者的3D人脸模型及其表情基,因此除了可用于网络视频的表情重用,也可用于开发实时在线的网络社交等应用.实验结果表明,对于头部摆动的俯仰角和侧角在[?15?,15?]范围内的原始视频,文中方法能够实时合成稳定、逼真的表情动画.     

一种面向动画视频的摘要方法

动画视频摘要是目前热门的动画视频处理和检索技术的重要组成部分.针对动画视频与新闻视频、体育运动视频显著不同的特点,提出了一种适合动画视频的摘要方法.首先通过对动画视频的结构分析得到动画视频的可视特征与层次结构,然后分析动画视频内容的重要度选取视频中的重要片段,最后通过缩略粒度选择,按照时序方式组合得到故事板和缩略视频形式的视频摘要.实验证明,该方法比较有效地获得了动画视频摘要,两种形式的摘要对动画视频能够很好的概括和缩略.     

Muscle‐Based Control for Character Animation

Muscle‐based control is transforming the field of physics‐based character animation through the integration of knowledge from neuroscience, biomechanics and robotics, which enhance motion realism. Since any physics‐based animation system can be extended to a muscle‐actuated system, the possibilities of growth are tremendous. However, modelling muscles and their control remains a difficult challenge. We present an organized review of over a decade of research in muscle‐based control for character animation, its fundamental concepts and future directions for development. The core of this review contains a classification of control methods, tables summarizing their key aspects and popular neuromuscular functions used within these controllers, all with the purpose of providing the reader with an overview of the field.     

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.     

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.     

Flash动画在工控软件中的应用

作为富媒体的Flash动画,已经在各个方面都得到了极广泛的应用。工控软件如果也能采用Flash动画,必将极大提高工控软件的界面友好性。以VB中使用Flash动画为例,介绍了Flash动画控件的用法,在软件中将Flash动画作为背景、按钮等交互元素及位置等棒状图类元素时的Flash制作和用法,为同类软件实现更生动的界面设计提供一种有价值的参考。