View‐Dependent Adaptive Animation of Liquids

Various adaptive mesh refinement techniques are often employed in numerical simulations for increasing spatial and temporal resolution beyond the limits imposed by available CPU time and memory space. Recently, an octree‐based adaptive mesh structure was successfully used in fluid animation to place more grid cells efficiently in visually interesting regions of fluids. In an attempt to optimize the use of computational resources further in fluid animation, this paper extends this adaptive technique by modifying the mesh refinement scheme so that the camera's viewing properties are dynamically exploited during the simulation. Based on a simple adaptive mesh structure, we show that the new meshing strategy can save a substantial amount of computation time and memory space by using a view‐dependent adaptive approach. The experimental results reveal that the proposed technique provides a good compromise between the computational effort and the simulation's fidelity, and may be used quite effectively in 3D animation production.     

基于JAVA线程的遮罩动画生成技术

提出了基于JAVA线程的遮罩动画生成方法：先定义两层具有遮罩关系的动画图像，然后在JAVA线程的每个关键帧时刻对底层动画进行覆盖判断，以区分被遮罩面位置与未被遮罩面位置，并用不同方式重画被遮罩面与未被遮罩面．各个不同关键帧画面连续起来便得出了动态遮罩效果。通过一个基于JAVA线程的遮覃动画生成实例．证明用该方法生成遮罩动画能达到令人满意的效果。最后，分析了基于JAVA线程的遮罩动画生成方法中可用来控制遮罩动画效果的各种因素。     

基于激光点云数据的三维运动图像重构技术北大核心CSCD

为了解决三维运动图重构时存在的重构测量距离与实际距离误差大、激光点云数据数量多和重构图像清晰度对比低的问题,提出了基于激光点云数据的三维运动图像重构技术,通过配准多帧激光点云数据,从中获取激光点云数据集,再采用平面拟合方法对激光点云数据集实行去噪处理,最后利用曲面重构法完成对曲面模型的拟合,实现三维运动图像重构。实验结果表明,通过对三维运动图像重构进行测量距离与实际距离的对比、激光点云数据数量的对比和测量图像与实际图像清晰度的对比测试,验证了三维运动图像重构技术的实用性高。     

Expression transfer for facial sketch animation

This paper presents a hierarchical animation method for transferring facial expressions extracted from a performance video to different facial sketches. Without any expression example obtained from target faces, our approach can transfer expressions by motion retargetting to facial sketches. However, in practical applications, the image noise in each frame will reduce the feature extraction accuracy from source faces. And the shape difference between source and target faces will influence the animation quality for representing expressions. To solve these difficulties, we propose a robust neighbor-expression transfer (NET) model, which aims at modeling the spatial relations among sparse facial features. By learning expression behaviors from neighbor face examples, the NET model can reconstruct facial expressions from noisy signals. Based on the NET model, we present a hierarchical method to animate facial sketches. The motion vectors on the source face are adjusted from coarse to fine on the target face. Accordingly, the animation results are generated to replicate source expressions. Experimental results demonstrate that the proposed method can effectively and robustly transfer expressions by noisy animation signals.     

针对路面建模的Delaunay三角网格分治算法

为了对路面进行三维建模,使用Delaunay三角网分治算法处理路面点云数据,根据路面点云的特点,对点云进行划分中不考虑z坐标.使用Delaunay三角网分治算法处理不同规模的点云数据并记录生成三角网所需的时间,收集一段路面的点云数据并使用Delaunay三角网算法进行处理,观察生成的三角网是否和扫描的路面匹配.Delaunay三角网分治算法能够较快地生成三角网,但是在处理大规模点云数据时仍需消耗很多时间,同时针对路面三维建模问题,Delaunay三角网分治算法所生成的三角网能够很好地拟合路面.     

Motion Capture of the Human Body Using Multiple Depth Sensors

The movements of the human body are difficult to capture owing to the complexity of the three‐dimensional skeleton model and occlusion problems. In this paper, we propose a motion capture system that tracks dynamic human motions in real time. Without using external markers, the proposed system adopts multiple depth sensors (Microsoft Kinect) to overcome the occlusion and body rotation problems. To combine the joint data retrieved from the multiple sensors, our calibration process samples a point cloud from depth images and unifies the coordinate systems in point clouds into a single coordinate system via the iterative closest point method. Using noisy skeletal data from sensors, a posture reconstruction method is introduced to estimate the optimal joint positions for consistent motion generation. Based on the high tracking accuracy of the proposed system, we demonstrate that our system is applicable to various motion‐based training programs in dance and Taekwondo.     

一种用于人脸动画的拟合抽象肌肉模型

三维人脸动画是计算机图形学领域的热点课题。针对目前三维动画模型对人脸的模拟难度高且效果不够逼真地问题,为了简洁且逼真的模拟人脸表情动作,提出了一种拟合抽象肌肉模型。该模型基于人脸动画模型中常用的抽象肌肉模型,对其中宽线性肌的数学模型进行改进,利用形变参数控制宽线性肌的形态,对面部肌肉动作直接进行模拟。仿真实验表明,利用拟合抽象肌肉模型能够更为真实地模拟出复杂的嘴部动作。因此,拟合抽象肌肉模型与传统的抽象肌肉模型相比,实现的计算复杂度不高,并且模拟效果更加逼真,具有广阔的应用前景。     

交互式三维动画快速创作系统研究

在三维动画的创作阶段,传统的逐幅手工绘制方法,不仅费时费力,而且简单的笔画线条可能导致动画内容传达错误。充分利用了现代计算机图形、图像处理技术以及网络资源的优势,提出了交互式三维动画快速创作的新方法。整个系统包含两个子系统:导演脚本生成子系统和三维动画生成子系统。通过构建了基于Internet的多源可视媒体素材库,并采用了高层语义标注、图像及三维模型检索、图像分割、图像无缝融合、三维渲染等关键技术,实现了一套完整的动画快速创作系统。经实验测试证明和实际用户体验分析,该系统实现速度快、性能稳定、界面直观、操作便捷、可视化表达效果佳,能够很好地提高动画创作效率。     

基于体素化网格下采样的点云简化算法研究

针对三维点云数据冗余量大、重建时间长、效率低等问题,提出一种基于体素化网格下采样的点云简化算法。该算法首先求出点云数据集的最小三维长方体包围盒,把点云数据划分进三维体素栅格中去;其次计算点云的k邻域,进行曲面法向量估计;然后,在三维体素栅格中选择满足要求的数据点,实现点云下采样;最后,调用Power Crust对下采样点云数据进行曲面重建,在三维可视化类库Visualization Toolkit(VTK)进行显示。实验结果表明,该算法能够加快三维点云数据的重建速度,较好地保持了点云特征,提高曲面重建的效率和鲁棒性,适合实时处理。     

动画图案牛仔面料印花试验

动画图案在服饰中的应用越来越广泛,动画图案以其生动、活泼的特点受到不同年龄阶段的人们的喜爱。现代社会,人们的衣着打扮越来越追求个性化,穿着印有不同风格的动画图案的服饰成为一种时尚。但传统的例如水浆、胶浆、厚板浆、油墨、尼龙浆等服装印花工艺方法比较适合大规模的生产加工,难以满足个性化服饰印花的市场需求。激光服饰印花技术作为一项传统工艺与现代高新技术结合的工艺方法具有加工方便、能最大限度满足顾客个性化需要的优势。牛仔面料服饰又是市场上广受用户欢迎的服饰之一,穿上印花的牛仔服饰是很多年轻人追求的时尚。文章在不同牛仔面料t以动画图案为素材进行了激光印花试验,并对试验结果进行分析,对促进动画图案牛仔面料印花工艺有一定的现实意义。     

自主性与可控性相结合的群体动画运动控制

提出一种自主性与可控性相结合的群体动画运动控制方法.该方法利用全局路径规划方法寻找群体自主运动的最短路径,群体在以该路径自主运动时,可以通过改变路径曲线的控制顶点实现对群体运动的控制;利用引导分量和范围保持分量的矢量场以及个体的引力或斥力分量叠加的方法实现个体的运动控制,通过动态地改变引导分量实现个体运动过程的实时交互控制.实验结果表明：该方法较好地模拟了群体动画自主性运动,同时满足实时交互控制的要求,具有较好的可控性.     

面向教学的Matlab/Simulink仿真动画实现

本文给出了一种Matlab仿真过程动画显示模块实现方法.该方法利用Matlab语言编写S函数动画模块,在采样时刻更新时刻,利用Matlab图像操作绘制和显示动画帧,实现了仿真动画显示.所得S函数模块可集成到仿真模型中演示仿真过程,弥补了MatIab/simulink仿真基本都是曲线显示而没有动画演示的缺陷.     

一种无标记点人脸表情捕捉与重现算法

提出了一种无标记点的人脸表情捕捉方法.首先根据ASM（Active Shape Model）人脸特征点生成了覆盖人脸85%面部特征的人脸均匀网格模型;其次,基于此人脸模型提出了一种表情捕捉方法,使用光流跟踪特征点的位移变化并辅以粒子滤波稳定其跟踪结果,以特征点的位移变化驱动网格整体变化,作为网格跟踪的初始值,使用网格的形变算法作为网格的驱动方式.最后,以捕捉到的表情变化数据驱动不同的人脸模型,根据模型的维数不同使用不同的驱动方法来实现表情动画重现,实验结果表明,提出的算法能很好地捕捉人脸表情,将捕捉到的表情映射到二维卡通人脸和三维虚拟人脸模型都能取得较好的动画效果.     

脸部动画中的肌肉和皮肤动态模型

本文提出了以脸部组织学、解剖学和生物力学特点为基础的脸部肌肉和皮肤运动的动态模型, 该模型以分层设计的规则逻辑网格构造脸部轮廓,以脸部动作编码系统的运动单元为依据建立分层仿真的组织模型,采用肌肉的动力和弹力性能及皮肤层的体保持力和位恢复力性能控制脸部组织运动, 从而产生相应的脸部表情的动画.     

基于IFS代码的动画仿真

针对以迭代函数系统为基础的分形图,从分析其仿射变换的参数出发,提出了基于IFS代码的分形植物受风力影响以及不同分形植物间变形的动画实现算法,并给出了OpenGL支持下,运用JAVA语言在计算机上实现该动画的方法,应用该方法不仅能够非常方便快速地绘制动态分形图,而且所产生的分形动画更真实.     

基于结构方程理论的网络科普动漫影响力的研究

公众是科普动漫的最大受益群体,也是科普动漫传播的主要对象。并且随着网络的发展,我国的网络科普动漫取得了快速发展,但其中仍存在一些问题。从网络科普动漫影响力出发研究网络科普动漫在传播过程中存在的问题是本文的主要研究问题。因此,本文主要从受众的角度利用结构方程理论来研究网络科普动漫的影响力,从而进一步利用受众的视角发现我国网络科普动漫发展中存在的问题。     

我国电视科普动画系列片现状研究

科学素质是公民素质的重要组成部分。提高未成年人对科学的兴趣,增强创新意识是我国科普工作的重点。科普动画系列片运用动画片表现形式,能够形象生动地传播科学知识、科学思想和科学精神,是科普工作的重要途径。同时,科普动画系列片也是我国动画产业的一部分,其本身具有巨大产业价值。伴随着中国动画的兴起,科普动画系列片正在成为动画市场的新兴奋点。     

邻图配对式运动恢复结构的欧式三维重建

传统增量式运动恢复结构重建易受到尺度变化的影响,重建出的点云存在分层现象,并且不存在量纲。通过改进重建拓扑结构和尺度迭代最近点算法,提出了一种新的欧式三维重建方法。首先,设计了两两相邻图片重建点云后并入主点云的重建拓扑结构;然后,建立了对应表,旨在找到同一世界点在新建点云和主点云下的对应三维点对;接着,结合Geman-McClure范数,提出了抗噪声的尺度迭代最近点求解算法;最后,设置地面控制点,为重建出的点云引入尺度。实验结果表明,提出方法重建出的点云比传统增量式运动恢复结构重建出的点云更精确,并且点云长度的测量绝对误差在1%~2%左右。提出方法适用于近场景物体较精确的欧式三维重建。     

Shrink‐Wrapped Boundary Face Algorithm for Mesh Reconstruction from Unorganized Points

A new mesh reconstruction scheme for approximating a surface from a set of unorganized 3D points is proposed. The proposed method, called a shrink‐wrapped boundary face (SWBF) algorithm, produces the final surface by iteratively shrinking the initial mesh generated from the definition of the boundary faces. SWBF surmounts the genus‐0 spherical topology restriction of previous shrink‐wrapping‐based mesh generation techniques and can be applied to any type of surface topology. Furthermore, SWBF is significantly faster than a related algorithm of Jeong and others, as SWBF requires only a local nearest‐point‐search in the shrinking process. Our experiments show that SWBF is very robust and efficient for surface reconstruction from an unorganized point cloud.