多模情感序列的生成

提出一种多模情感序列合成的方法。针对Niewiadomski的方法中生成动作较单一的问题,该方法细化了情感表达通道,为更多的人体部位构建所属的动作片段库,并根据运动段之间的时序与空间限制合成能够表达相关情感的动作序列。实验表明,该方法能够构建真实丰富的情感输出。     

示范表演驱动的运动数据检索方法及可用性评估

以直观、自然的方式来检索运动数据可有效地提高角色动画生产效率.提出一种通过现场示范表演来检索运动数据的方法,使动画制作人员能够直观、快速地从大容量运动数据库中找到所期望的运动片段.首先通过运动传感器获取用户的示范表演,然后利用经典的DTW时序数据匹配算法来实现基于样例的运动数据检索.通过一组观察实验对它的可用性进行分析和评估的结果表明,文中方法能够显著地提升运动数据检索的效率及用户体验.     

将高解析度动作撷取资料校正应用在脸部画系统

提出一个新的方法来产生脸部动画,即利用动作撷取系统捕捉真人脸上的细微动作,再将动态资料用来驱动脸部模型产生动画.首先,OXfor Metrics'VICON8系统,在真人的脸上贴了23全反光标记物,用以进行动作撷取.得到三维动态资料后,必须经过后继处理才能使用,因此,提出了消除头部运动的方法,并估计人头的旋转支点,经过处理后,剩余的动态资料代表脸部表情的变化,因此,可以直接运用到脸部模型.用2.5D的脸模型来实作系统,这样可兼得二维模型与三维模型的优点:简单、在小角度旋转时显得生动、自然.在脸部动务的制作中,利用一个特殊的内差公式来计算非特征点的位移,并将脸部分成数个区域,用以限制模型上三维点的移动,使动画更加自然,此动画系统在Pentium Ⅲ500MHz的机器上,并配有OpenGL的加速卡,更新率可以超过每秒30张.     

将高解析度动作撷取资料校正应用在脸部动画系统

提出一个新的方法来产生脸部动画,即利用动作撷取系统捕捉真人脸上的细微动作,再将动态资料用来驱动脸部模型产生动画,首先,利用Ｏｘｆｏｒｄ Ｍｅｔｒｉｃｓ’ＶＩＣＯＮ８系统,在真人的脸上贴了２３个反光标记物,用以进行动作撷取,得到三维动态资料后,必须经过后继处理才能使用,因此,提出了消除头部运动的方法,并估计人头的旋转支点,经过处理后,剩余的动态资料代表脸部表情的变化,因此,可以直接运用到脸部模型。用     

基于视频的人体动画

现有的基于运动捕获的动画普遍存在投资大，人体的运动受到捕获设备限制等缺陷。提出了新的基于视频的人体动画技术，首先从视频中捕获人体运动，然后将编辑处理后的运动重定向到动画角色，产生满足动画师要求的动画片段。对其中的运动捕获、运动编辑和运动重定向等关键技术进行了深入研究，并基于这些关键技术开发了一个基于双像机的视频动画系统（VBHA），系统运行结果表明了从来源广、成本低的视频中捕获运动，并经过运动编辑和运动重定向后生成逼真动画的可行性。     

人体运动捕获数据压缩技术研究进展

数据驱动的角色动画技术是计算机图形学研究的热点之一.该技术依赖于对庞大的人体运动捕获数据的重用.为了便于存储和网络传输数据,高效实时的人体运动捕获数据压缩方法是非常重要的.文中从消除时域冗余、空域冗余及片段域冗余等多个角度对近年来的人体运动数据压缩方法进行介绍,总结归纳了人体运动捕获数据压缩流程,梳理出了人体运动数据压缩方法的分类原则,并以冗余类别为主线回顾与综述了人体运动压缩领域的最新研究成果.最后展望了该研究领域未来的发展趋势.     

Psychological Evidence for Unconscious Processing of Detail in Real‐time Animation of Multiple Characters

Detailed animation of 3D articulated body models is in principle desirable but is also a highly resource‐intensive task. Resource limitations are particularly critical in 3D visualizations of multiple characters in real‐time game sequences. We investigated to what extent observers perceptually process the level of detail in naturalistic character animations. Only if such processing occurs would it be justified to spend valuable resources on richness of detail. An experiment was designed to test the effectiveness of 3D body animation. Observers had to judge the level of overall skill exhibited by four simulated soccer teams. The simulations were based on recorded RoboCup simulation league games. Thus objective skill levels were known from the teams' placement in the tournament. The animations' level of detail was varied in four increasing steps of modelling complexity. Results showed that observers failed to notice the differences in detail. Nonetheless, clear effects of character animation on perceived skill were found. We conclude that character animation co‐determines perceptual judgements even when observers are completely unaware of these manipulations. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

A framework for interactive responsive animation

The availability of high‐performance 3D workstations has increased the range of application for interactive real‐time animation. In these applications the user can directly interact with the objects in the animation and direct the evolution of their motion, rather than simply watching a pre‐computed animation sequence. Interactive real‐time animation has fast‐growing applications in virtual reality, scientific visualization, medical training and distant learning. Traditional approaches to computer animation have been based on the animator having complete control over all aspects of the motion. In interactive animation the user can interact with any of the objects, which changes the current motion path or behaviour in real time. The objects in the animation must be capable of reacting to the user's actions and not simply replay a canned motion sequence. This paper presents a framework for interactive animation that allows the animator to specify the reactions of objects to events generated by other objects and the user. This framework is based on the concept of relations that describe how an object reacts to the influence of a dynamic environment. Each relation specifies one motion primitive triggered by either its enabling condition or the state of the environment. A collection of the relations is structured through several hierarchical layers to produce responsive behaviours and their variations. This framework is illustrated by several room‐based dancing examples that are modelled by relations. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

三维人脸建模与应用

三维建模是计算机视觉和计算机图形学领域中一个基本的问题,人脸借助其特有的普遍性和易用性成为众多先进三维建模算法的实验平台。但是由于人脸的复杂性、易变性,建立逼真的三维人脸模型成为众多研究者挑战的课题。本文分析了三维人脸建模的研究内容和研究难点,总结了1990年以来出现的最新方法和进展,从三维数据的获取、标准三维人脸建模、特定三维人脸建模及应用等三维建模的几个主要环节进行了分类综述,重点介绍了一些主要算法的基本思路和最新进展,并对该领域的研究热点和方向作了较为详细的分析。     

人体运动路径的编辑算法

对现有的路径编辑方法进行了较大改进,将运动自动简化技术引入到传统的时空优化方法中,同时将物理约束引入到传统的路径变换方法,保证了优化过程的快速收敛和结果运动的物理真实性.算法框架包括模型简化、运动简化、路径编辑、运动合成和运动复原等5个部分.实验结果表明,该算法能够将人体运动从原始路径上成功地映射到新路径上.     

交互式角色运动特效的光滑粒子流体动力学仿真

长期以来,由于流体仿真和物体变形计算都具有相当程度的复杂性,使得流体与刚体的交互模拟,特别是和带有复杂动画的角色交互的效果,难以达到实时计算和渲染。在此,笔者提出了一个新的方法,用于生成沿着角色运动而产生交互的流体特效。为了实现这类效果的生成,控制流体特效与运动角色的交互,首先针对角色运动轨迹进行跟踪,根据轨迹的几何性质而生成初始状态的流体特效;然后借助光滑流体动力学(SPH)对流体粒子进行仿真。其中针对基于SPH技术的复杂性,流体仿真的过程借助GPU并行计算的能力,采用了一种新的高效粒子搜索算法,最终实现普通用户级个人计算机上实时渲染具有流体运动特征的角色运动特效。     

3维人体运动编辑与合成技术综述

为了使人们对3维人体运动编辑与合成技术有个概略了解,对当前3维人体运动编辑和合成技术的研究现状进行了系统阐述。首先对4大类3维人体运动合成方法进行了分析比较;然后按照运动捕获数据的表示方法、运动编辑技术、运动合成技术3个方面着重分析了运动捕获数据驱动的运动合成方法的发展现状;最后对目前3维人体运动编辑与合成技术研究中的难点问题及未来研究重点进行了展望。     

基于可变形运动模型和运动片元的多角色运动合成

为了实现多角色运动合成,提出将多角色可变形运动模型与运动片元相结合的方法.在运动片元构造阶段,使用多角色可变形运动模型来为片元库增加语义相同而细节不同的多角色交互性运动片元;在运动片元拼接阶段,使用随机抽样算法和确定性搜索算法相结合的策略来拼接运动片元;在多角色运动合成阶段,使用自顶向下策略匹配存在环境约束的情况,并使用大片元优先策略匹配片元形状不规则的情况.实验结果表明,该方法能实现运动片元间的平滑过渡,得到在时间上连续、空间上不重叠的无缝拼接图.     

基于运动传播和Isomap分析的三维人脸动画编辑与合成

提出一种三维人脸动画数据编辑与合成的有效方法,使用户可以在三维人脸模型上选定控制点,并在二维平面上指定表情动作的约束条件.根据人脸动画数据训练一个先验概率模型,将较少的用户约束传播到人脸网格的其他部分,从而生成完整生动的人脸表情;通过Isomap学习算法对三维人脸动画知识进行建模,并结合用户指定的关键帧拟合高维曲面上的平滑测地线,以自动合成新的人脸动画序列.实验结果表明,该方法可以直观地对人脸动画的生成进行交互式控制,并能生成较为逼真的表情动画.     

基于ICA算法的一般人脸动画模式表达

该文基于三维扫描数据抽取特定人面部特征点的三维运动,转化为FAP训练数据。然后通过对获取数据应用独立元分析获得一般人脸动画模式,最终使用ICA参数空间生成任意特定人的面部表情。实验结果表明,ICA比PCA给出更加紧致准确的一般人脸动画表达模式,当两种分量的数目相同时,ICA的重建误差比PCA的重建误差小。表情参数影响动画人脸不同部分的独立性和相关性,改善了不同表情人脸动画的真实性。     

Robust and Rapid Generation of Animated Faces from Video Images: A Model-Based Modeling Approach

We have developed an easy-to-use and cost-effective system to construct textured 3D animated face models from videos with minimal user interaction. This is a particularly challenging task for faces due to a lack of prominent textures. We develop a robust system by following a model-based approach: we make full use of generic knowledge of faces in head motion determination, head tracking, model fitting, and multiple-view bundle adjustment. Our system first takes, with an ordinary video camera, images of a face of a person sitting in front of the camera turning their head from one side to the other. After five manual clicks on two images to indicate the position of the eye corners, nose tip and mouth corners, the system automatically generates a realistic looking 3D human head model that can be animated immediately (different poses, facial expressions and talking). A user, with a PC and a video camera, can use our system to generate his/her face model in a few minutes. The face model can then be imported in his/her favorite game, and the user sees themselves and their friends take part in the game they are playing. We have demonstrated the system on a laptop computer live at many events, and constructed face models for hundreds of people. It works robustly under various environment settings.