基于隐曲线的速度插值算法研究与实现

本文主要研究了隐曲线在行为动画中的应用,提出并进一步研究了隐曲线在行为动画中的任务指定作用.提出了基于隐曲线的速度插值算法.隐曲线用于指定行为动画的运动路径,速度曲线用于描述运动的时间分布.基于角色的运动路径和运动速度,速度插值技术生成与速度映射的插值位置点,进而通过逆向运动学技术,可以求解得到动画角色的骨架序列.同时对本文提出的隐曲线速度插值算法进行了实现和分析.通过设置不同的运动路径和速度曲线,速度插值技术可直观、快速地满足用户的具体要求创建不同的运动序列,且运动复用性强.     

面向三维动画自动生成的路径规划

全过程计算机辅助自动生成动画技术由中科院陆汝钤院士于上世纪90年代提出,这一技术的目标是将适当的故事以受限自然语言的方式输入计算机,由开始一直到动画的生成,每一步都是在计算机的辅助下完成.在动画生成过程中,如何规划运动对象路径是影响动画效果的重要因素.为此,提出基于动画场景规划信息的路径规划方法,该方法通过预定义的路径定性规划语言PADL描述规划需求,然后通过利用扩展的A*算法规划路径并生成路径定量规划语言PCAL描述的路径,最后采用运动图方法合成路径运动动画.实验表明,该方法能有效地自动生成符合指定要求的路径动画.     

圆弧路径法，一种新的多边形变形方法

二维形状变形技术在二维角色动画、模式匹配、几何造型、虚拟现实、工业模拟、科学计算可视化等领域有着重要的应用。本文提出了一种顶点路径圆弧法的二维形状变形新方法。该算法通过控制关键帧多边形顶点按照一条特殊的圆弧曲线路径进行运动，实现二维形状变形。通过许多实例的测试表明，该算法效果良好：不仅可以保持首末关键帧形状的共同特征，而且中间插值形状变化自然平滑。同时，我们的方法易于用户交互控制；容易推广到高维情形；计算量较小、能达到系统实时的要求。     

一种3维动画中间帧非线性插值算法

关键帧动画是3维动画制作的常用模式，中间帧插值又是关键帧动画中最为繁琐的环节。提出了一种针对无骨架3维网格模型的非线性插值算法，用于对网格模型的关键帧姿态进行插补，自动生成中间帧动画序列。该算法首先计算动画角色的网格模型各三角片在相邻关键帧中的仿射变换，并据此生成变形梯度向量，作为3维网格模型的形变信息，这种表示形式体现了变形过程中网格顶点之间的局部互相关关系。随后将各仿射变换分解为旋转成分与拉伸缩放成分，对拉伸缩放成分进行线性插值，而对旋转成分采用四元数插值算法进行非线性插值，合成中间帧姿态的变形梯度向量，并据此计算出中间帧网格模型。当相邻关键帧姿态存在较大差异时，该算法也能快速生成平稳而生动的中间帧动画，可有效减少关键帧的数量，提高动画制作效率。     

基于视频的角色动画

现有的计算机动画制作普遍存在投资大、效率不高等缺陷.为此,提出了利用计算机视觉技术中的一种基于特征的跟踪方法-KL(Kanade-Lucas)算法.首先捕获视频中角色的二维运动信息,然后进行三维重建生成满足动画要求的三维角色运动序列,最后将三维角色运动序列重定向到动画模型中去,从而得到逼真的角色动画.实际运行结果表明,从来源广、成本低的视频中完成角色运动提取与合成,从而生成逼真动画的可行性.     

基于Hermite样条曲线的关键帧插值角色动画

针对角色关键帧动画中的运动平滑性问题,以基于运动捕获数据的角色动画为基础,提出以Hermite样条曲线为基本算法结合四元数球面线性插值算法的方法,对虚拟人体骨骼运动的动画关键帧进行插值,实现虚拟人体角色的动作平滑过渡。经实验证明,本方法实现简单高效,获得的关键帧动画平滑流畅,可广泛用于人体类角色动画的研究。     

Flash技术在二维动画片制作中的应用

随着因特网技术的发展,作为因特网载体的Flash动画技术快速发展。目前,Flash技术广泛用于二维动画生产领域。基于此,着重分析了当前Flash二维动画制作过程中的人物角色设计、色彩技术、动作制作技术等方面,在二维动画中引入应用Flash技术的内涵,对二维动画生产中具体应用Flash技术具有重要作用,对促进我国二维动画发展具有深远意义。     

一种视频驱动的三维虚拟人动画实现方法

研究实现三维人体动画具有广泛的应用前景和实用意义,提出了一种二维视频驱动的三维人体动画实现方法。基于动态帧的关键帧提取算法从二维视频中构建了二维关键帧集合;基于二维关键帧构建二维人体骨骼模型;利用小孔成像原理和勾股定理计算得到关节特征点的深度坐标,从而得到了反映人体动画的三维数据。实验结果表明,该方法生成的三维人体动画形象逼真、成本低、提高了运动生成的实时性,能够应用于虚拟现实、计算机游戏、三维视频游戏制作等领域。     

基于运动捕获数据的虚拟人动画研究

随着三维游戏等行业对计算机动画制作需求的增加,在三维动画制作软件中人工调整虚拟人动作的工作方式已经不再适合现在的计算机动画制作。运动捕获技术是直接记录物体的运动数据并将其用于生成计算机动画,具有高效率、所生成的动画真实感强等优点,因而获得了广泛应用。提出了一种利用运动捕获数据来生成动画的方法,基于运动捕获得到的数据建立并驱动三维骨架模型,从而产生骨架的运动,形成动画。该方法可以充分利用现有的大量运动捕获数据,因此具有较大的应用前景。     

隐多项式曲线的快速逐点生成算法

隐多项式曲线一直没有理想的生成算法,给出了一种针对二维n次隐多项式曲线的快速逐点生成算法,该算法思路简洁,在逐点生成过程中,只用到整数加减法,故速度快,效率高,具有广泛的应用价值。最后,运用算法给出了曲线生成实例和对算法效率的比较,比较结果表明本文提出的算法有效的提高了生成曲线的效率。     

有机化学综合设计型实验的计算机模拟

利用Flash动画和Director多媒体技术,开发制作了有机化学实验计算机模拟软件。在系统模拟有机化学实验的基本知识和单元实验的基础上,重点对一些综合型、设计型实验进行了仿真模拟,内容包括12项单元实验、42项综合实验和2项示范性设计实验。     

运动路径驱动的角色动画合成方法

为了给虚拟角色合成出逼真的大范围运动数据,提出一种为特定运动路径配上自然多样的人体运动数据的方法.该方法将待匹配运动路径分割为一系列短小的运动路径片断,并在一个结构化的运动状态机上逐片断地寻找最为匹配的运动序列;然后将这些运动序列依次连接起来,得到一段连续的、满足运动路径约束的人体运动数据.用户还可以交互式地设计运动路径上一个路径片断的运动类型.该方法适用于待匹配运动路径运动范围大、对多条运动路径同时计算匹配运动、多条运动路径之间交叉频繁的情景.     

Vector Field Based Texture Mapping of Animated Implicit Objects

This paper shows that an adequate use of vectorfields can solve most inconsistencies related to texture mapping that appear in current animation and rendering systems based on implicit objects. The method used is based on the concept of a virtual skin. A skin with its own texture mapping is spread over an implicit object and is constrained to stick to the deformation of the implicit object. A vectorfield is used to compute the relationship between the motion of the skin and the deformation of the object. Visual and implementation issues are discussed with respect to typical applications of implicit objects in computer graphics.     

探究Flash CS6之“创建补间动画”

随着Flash软件版本的不断升级,传统的一些功能也有了颠覆性的改变。2013年底在建设课题《艺术设计网络辅助教学平台的开发研究》(项目编号12535201)过程中,为《Flash动画制作》网络课程录制微课视频时,比平时执教中更深切地体会到了这一点。其中感触最深的就是"动作补间动画"的全新突破。本文从老版本与新版本的使用对比,最终得出结论,是执教者的经验总结。     

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.     

A relation-based model for animating adaptive behavior in dynamicenvironments

Over the past few decades many advances have been made in computer animation, which has largely replaced traditional hand-drawn animation. However, the traditional path model used in animation has not changed. This model as based on predefined paths does not effectively address the needs of scene animation, which demands unpredictable environmental influences, multiple motion interactions, and personal behaviors. Some of the suggested approaches to scene animation are sensor-effector model, rule-based model, and predefined environment model, but these approaches don't completely solve the problem. This paper presents a relation-based model for dealing with the important issues of scene animation. Two fundamental principles of our model are: the specification of atomic units of motion (relations), and the ability to combine these atomic units to produce sophisticated behaviors. Each relation models a simple responsive behavior between two objects, and has its own sensor, response, duration, strength, and state. The dynamic states of relations can be interactively structured into hierarchical layers that produce complex scene behaviors. During the animation, structured relations are dynamically triggered by either its sensing condition(s) or the state of the environment. The variable state-control hierarchies facilitate on-line scene behavior animations. Several dancing examples for the use of our model are illustrated