OGRE引擎中基于BVH的角色动画的实现研究

OGRE是一个被广泛使用的开源三维图形渲染引擎。为了提高角色动画的制作效率,应该减少一些中间转换的环节,本文提出采用解析标准BVH文件的方法:通过结构体函数直接将解析后的数据加载到内存中,利用OGRE引擎对其进行实时渲染。实验结果证明,在OGRE引擎中,解析后的BVH文件的运动数据能够成功驱动模型,并且实现高逼真的3D渲染效果。     

Kinect动作捕捉技术在三维动画教学中的应用与实践

针对传统三维角色动画制作成本高、时间长的问题,文章介绍了一种应用Kinect动作捕捉技术实现高效制作三维角色动画的方法。该方法借助Kinect体感摄像机捕捉真人的动作生成骨骼关节的关键帧数据并输出bvh动作路径文件,然后把bvh动作路径数据导入C4D软件中,就可以驱动角色模型完成角色动画的制作。把这种方法运用到三维角色动画教学实践中,有利于提高学生学习的兴趣和效率。     

动态3维场景中多角色动画的交互式模拟研究

当前角色动画的合成大多是在预设的场景中,采用导入与角色骨骼模型匹配的运动捕获数据的方法,这就满足不了多种拓扑结构的骨骼模型和实时变化场景的需要。针对上述问题,提出重定向运动捕获数据到多个任意骨骼拓扑结构的算法,通过采用以实时3维动态寻径算法为基础的角色智能寻径模型,结合语音用户接口代替图形用户接口的方法,实现虚拟角色在动态3维场景中的真实感运动。实验结果表明,本方法可以合成流畅而逼真的,与环境实时交互的角色动画,提高了数据重用性,降低了动画合成成本,满足不同动态3维场景中动画合成的需要。     

MD2动画文件格式解析

对M132文件的一般格式进行了解析,并在解析的一般格式的基础上具体分析了一个MD2模型文件.在此基础上,利用VC++6.0编程环境,借助OpenGL作为三维立体动画模型渲染工具,实现了对这种经典动画模型数据进行读取,并驱动其包含的相关动作的一种算法,旨在实现更好地对MD2模型文件中的数据进行读取与显示,实现使用键盘对其包含的动作进行驱动.实验结果显示,该算法通用于一般MD2格式文件,从而为解决计算机动画领域中的动画显示和动画模型驱动问题提供参考依据.     

基于OpenGL的三维人体运动模型实现

虚拟人物造型及人体骨骼动画是虚拟现实技术中一大难点.OpenGL是目前广泛流行的一种三雏图形编程接口,在传统方法中,利用OpenGL对人体动画进行模拟时,由于OpenGL是基于顶点坐标和面片的操作,需要保存动画中每一个关键帧的顶点及面片信息,所以通常要进行大量的计算.而BVH格式的文件提供了关于人体关节的运动信息,这将大大减少动画的计算量.提出了一种基于BVH文件格式的模型实现人体动画的技术,并给出了实验结果.     

运动捕捉数据在Jack平台上的重定向技术研究

提出了一种BVH格式运动捕捉数据驱动Jack三维骨架模型产生人体运动效果的方法。将Peabody结构的Jack虚拟人模型简化成能够映射BVH数据的树状骨骼结构,使用欧拉角旋转方程建立运动捕捉数据与Jack角色模型的关节数据映射公式,最后在Jack平台上用Python等脚语言进行了编程实现。为在Jack平台中大规模重用运动捕捉数据提供了条件。     

数字皮影动画脚本的研究与应用

为简化数字皮影动画的制作流程,提高数字皮影作品的交互性,降低数字皮影实时表演的难度,对皮影常见角色及动作进行了抽象、分类,提出一种针对特定类型的通用的骨骼模型。基于反向动力学,设计了一套描述皮影骨骼动画的脚本。该脚本通过对骨骼位置与旋转属性的控制定义皮影角色的基本动作,并通过对基本动作的叠加实现复杂动作。脚本对动作的定义基于骨骼模型而非具体角色,具有通用性。最后通过实验证明了脚本的有效性。     

基于动作捕捉技术的民族舞蹈三维数字化方法研究

研究民族舞蹈三维动捕数据真实全面的获取方法,并以此方法指导摆手舞的三维数据采集。同时本文以舞蹈动画生成为例介绍民族舞蹈三维数据化的后期应用,建立带有民族特色角色建模并辅以骨骼绑定,而后将角色模型与动捕数据进行运动数据绑定,以实现舞蹈三维动捕数据驱动角色模型生成动画的目标,动画制作的效率得到了提高。表明动作捕捉技术可用于保护我国民族舞蹈艺术文化,基于动捕技术的民族舞蹈三维数字化方法的推广将产生积极的社会效益和经济效益。     

使用计算机视觉的3D模型动作记录器

该文旨在完成一款基于计算机视觉的3D模型动作记录器,即计算机通过摄像头获取人体运动视频并检测跟踪,之后通过处理数据控制3D模型,从而将人体动作进行记录保存。文章主要围绕运动目标检测、运动目标跟踪和3D建模三个方面展开研究。运动目标检测方面使用OpenCV(Open Source Computer Vision Library)提供的背景差分算法对目标进行分析并提取差分元素;运动目标跟踪方面则研究了常用的Camshift跟踪算法,实现对运动目标的连续跟踪以及识别从而保证动作记录器的连贯性;3D建模部分则使用3Dmax进行建立模型以及骨骼动画的制作处理,并使用Ogremax导出模型;而模型的骨骼动画则由OGRE导入测试环境并根据之前的处理结果进行相应的控制,从而实现人体运动的动作记录。     

使用计算机视觉的3D模型动作记录器

该文旨在完成一款基于计算机视觉的3D模型动作记录器,即计算机通过摄像头获取人体运动视频并检测跟踪,之后通过处理数据控制3D模型,从而将人体动作进行记录保存。文章主要围绕运动目标检测、运动目标跟踪和3D建模三个方面展开研究。运动目标检测方面使用OpenCV（Open Source Computer Vision Library）提供的背景差分算法对目标进行分析并提取差分元素;运动目标跟踪方面则研究了常用的Camshift跟踪算法,实现对运动目标的连续跟踪以及识别从而保证动作记录器的连贯性;3D建模部分则使用3Dmax进行建立模型以及骨骼动画的制作处理,并使用Ogremax导出模型;而模型的骨骼动画则由OGRE导入测试环境并根据之前的处理结果进行相应的控制,从而实现人体运动的动作记录。     

基于紧身衣的人体动画研究

传统人体动画技术计算量大,缺乏真实感,制作成本昂贵.为此,提出了一种基于紧身衣和相机定标的新的人体动画技术.将身穿紧身衣模特的运动拍摄成视频后,可在图像序列中自动跟踪人体关节信息,并建立透视投影下的三维人体运动骨架序列,最终通过自动生成BVH(biovision hierarchy)文件与当今流行的Poser, 3DMax等人体动画制作软件接口,将模特的运动信息赋予新的角色.该方法具有运动信息来源广泛、高效、制作成本低等特点,而且产生的人体运动非常真实.这不仅将动画师从枯燥的工作中解放出来,而且也可用于家     

Improving the communication performance of distributed animation rendering using BitTorrent file system

Rendering is a crucial process in the production of computer generated animation movies. It executes a computer program to transform 3D models into series of still images, which will eventually be sequenced into a movie. Due to the size and complexity of 3D models, rendering process becomes a tedious, time-consuming and unproductive task on a single machine. Accordingly, animation rendering is commonly carried out in a distributed computing environment where numerous computers execute in parallel to speedup the rendering process. In accordance with distribution of computing, data dissemination to all computers also needs certain mechanisms which allow large 3D models to be efficiently moved to those distributed computers to ensure the reduction of time and cost in animation production. This paper presents and evaluates BitTorrent file system (BTFS) for improving the communication performance of distributed animation rendering. The BTFS provides an efficient, secure and transparent distributed file system which decouples the applications from complicated communication mechanism. By having data disseminated in a peer-to-peer manner and using local cache, rendering time can be reduced. Its performance comparison with a production-grade 3D animation favorably shows that the BTFS outperforms traditional distributed file systems by more than 3 times in our test configuration.     

基于MFC的SWF动画文件解析设计

提出了以MFC为开发工具对SWF动画文件进行解析开发,在分析SWF动画文件头结构和标签结构的基础上,设计了SWF动画文件的解析流程,并利用MFC优越的C++语言编程性能,在VS2005开发平台上实现了对SWF动画环境、动画元素等信息的读取,为嵌入式WinCE操作系统下Flash播放器的研制奠定了坚实的基础。     

虚拟的“真实”——交互动画中仿真蒙皮的探索

柔性蒙皮的皮肤不像刚性蒙皮那么僵硬,本文的目的就在于将长期应用于传统影视动画制作中的柔性蒙皮技术移植到交互领域中,即改变目前应用于交互领域中的角色几何体及其动画信息的数据结构,重新塑造一种信息文件的结构方式,使得在实时骨骼蒙皮的过程中,皮肤顶点受骨骼的影响值不会受到限制,达到真正意义上的柔性节点蒙皮,从而为交互状态下的角色动画提供一种新的动画解决方案。     

基于Kinect 的人脸表情捕捉及动画模拟系统研究

三维人脸表情动画技术是一个具有巨大应用前景和研究意义的学科方向。在研究 现有表情捕捉和动画合成技术的基础上,提出了一种基于Microsoft Kinect 设备的人脸表情动画 系统。该系统首先利用Kinect 设备捕捉人脸并提取相关表情参数,同时利用Autodesk Maya 动 画软件建立对应的人脸三维模型,之后将模型导入到OGRE 动画引擎并把提取的表情参数传递 给OGRE,渲染生成实时人脸表情动画。实验结果表明该技术方案可行,实时表情动画效果达 到实际应用水平,相比于现有其他表情动画技术,系统采用通用的Kinect 设备,成本更大众化 且更容易进行操作。     

基于OGRE与Kinect的体感游戏平台的研究

提出将Kinect体感技术嵌入到游戏引擎OGRE中,首先在OGRE基础上搭建游戏场景,将Kinect体感外设与游戏角色绑定,引入MyGUI界面模块,使用Lua作为交互脚本,搭建一个面向前沿的具有可拓展性的体感游戏平台。     

T‐SAH: Animation Optimized Bounding Volume Hierarchies

We propose a method for creating a bounding volume hierarchy (BVH) that is optimized for all frames of a given animated scene. The method is based on a novel extension of surface area heuristic to temporal domain (T‐SAH). We perform iterative BVH optimization using T‐SAH and create a single BVH accounting for scene geometry distribution at different frames of the animation. Having a single optimized BVH for the whole animation makes our method extremely easy to integrate to any application using BVHs, limiting the per‐frame overhead only to refitting the bounding volumes. We evaluated the T‐SAH optimized BVHs in the scope of real‐time GPU ray tracing. We demonstrate, that our method can handle even highly complex inputs with large deformations and significant topology changes. The results show, that in a vast majority of tested scenes our method provides significantly better run‐time performance than traditional SAH and also better performance than GPU based per‐frame BVH rebuild.     

一种结构灵活的数字角色骨骼自动生成方法

数字角色骨骼是三维动画制作过程中不可或缺的关键要素。该文提出了一种结构灵活的数字角色骨骼自动生成方法，它从三维动作捕捉系统获取骨骼关节点的位置信息，根据XML文件信息生成树形骨骼描述。该方法通过修改树形骨骼描述，灵活地生成各种特殊结构的数字角色骨骼，满足动画片对特殊数字角色的需求。