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.     

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.     

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。     

计算机生成三维卡通风格喷水效果

在过去20年中人们提出许多处理水运动的模型，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，给出一个自动生成三维卡通风格喷水效果的计算机模型，首先介绍如何从手工绘制的卡通喷水画面中提取它的骨架，然后沿骨架用等级结构定义喷水边线、水波纹理与水滴，通过引进随机分量控制，本模型可以自动生成无重复机械感的并与卡通风格一致的三维卡通风格喷水序列画面。     

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...     

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.     

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。     

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...     

计算机生成剪纸风格流水动画

针对手工制作剪纸风格流水动画极其费工、费时的问题,提出一种用计算机手段生成剪纸风格流水动画的方法.首先对手工剪纸中的流水纹样进行分类,构建它们的静态结构模型,并对于各种类型的水波纹建立不同的动态控制机制;在生成流水动画时,对各种波纹在时空上进行有机组合,包括浪花纹在流水波纹上的出现位置与动态控制,以及在有移动物体情况下物体和水面交界处各种纹样的控制.采用文中系统,用户只需进行少量交互确定流水波纹的位置,便能生成运动流畅的剪纸风格流水动画.最后给出了平稳水波、激烈水波以及水上移动物体与水面相交流水波纹的动画图例.     

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.     

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．     

Three-dimensional cartoon facial animation based on art rules

Three-dimensional (3D) cartoon facial animation is one step further than the challenging 3D caricaturing which generates 3D still caricatures only. In this paper, a 3D cartoon facial animation system is developed for a subject given only a single frontal face image of a neutral expression. The system is composed of three steps consisting of 3D cartoon face exaggeration, texture processing, and 3D cartoon facial animation. By following caricaturing rules of artists, instead of mathematical formulations, 3D cartoon face exaggeration is accomplished at both global and local levels. As a result, the final exaggeration is capable of depicting the characteristics of an input face while achieving artistic deformations. In the texture processing step, texture coordinates of the vertices of the cartoon face model are obtained by mapping the parameterized grid of the standard face model to a cartoon face template and aligning the input face to the face template. Finally, 3D cartoon facial animation is implemented in the MPEG-4 animation framework. In order to avoid time-consuming construction of a face animation table, we propose to utilize the tables of existing models through model mapping. Experimental results demonstrate the effectiveness and efficiency of our proposed system.     

基于人脸特征分析的卡通人脸动画系统

给出一个基于人脸特征分析的卡通人脸动画系统,其输入是一张二维真实人脸照片和一段文本,输出为具有娱乐效果的卡通人脸动画。该文采用基于人脸特征分析的卡通人脸肖像生成方法,在卡通肖像的基础上结合文本驱动产生卡通人脸动画。将系统移植到移动平台,在手机上生成卡通人脸动画。实验结果表明该系统在PDA上能产生较好的娱乐效果。     

Model-based human shape reconstruction from multiple views

Image-based modelling allows the reconstruction of highly realistic digital models from real-world objects. This paper presents a model-based approach to recover animated models of people from multiple view video images. Two contributions are made, a multiple resolution model-based framework is introduced that combines multiple visual cues in reconstruction. Second, a novel mesh parameterisation is presented to preserve the vertex parameterisation in the model for animation. A prior humanoid surface model is first decomposed into multiple levels of detail and represented as a hierarchical deformable model for image fitting. A novel mesh parameterisation is presented that allows propagation of deformation in the model hierarchy and regularisation of surface deformation to preserve vertex parameterisation and animation structure. The hierarchical model is then used to fuse multiple shape cues from silhouette, stereo and sparse feature data in a coarse-to-fine strategy to recover a model that reproduces the appearance in the images. The framework is compared to physics-based deformable surface fitting at a single resolution, demonstrating an improved reconstruction accuracy against ground-truth data with a reduced model distortion. Results demonstrate realistic modelling of real people with accurate shape and appearance while preserving model structure for use in animation.