面向纹理特征的真实感三维人脸动画方法

纹理变化是人脸表情的重要组成部分,传统的人脸动画方法通常只是对纹理图像做简单的拉伸变换,没有考虑人脸细微纹理特征的变化,比如皱纹、酒窝等,该文提出了一种面向纹理特征变化的真实感三维人脸动画方法．给出局部表情比率图(Partial Expression Ratio Image,PERI)的概念及其获取方法,在此基础上,进一步给出了面向MPEG-4的PERI参数化与面向三维人脸动画的多方向PERI方法,前者通过有机结合MPEG-4的人脸动画参数(Facial Anlmation Parameter,FAP),实现人脸动画中细微表情特征的参数化表示;后者通过多方向PERI纹理特征调整方法,使得三维人脸模型在不同角度都具有较好的细微表情特征,该文提出的方法克服了传统人脸动画只考虑人脸曲面形变控制而忽略纹理变化的缺陷,实现面向纹理变化的具有细微表情特征的真实感三维人脸动画,实验表明,该文提出的方法能有效捕捉纹理变化细节,提高人脸动画的真实感。     

群组动画中的队形约束与控制方法

针对影视制作中对大规模虚拟群体运动控制的需求,提出一种基于队形约束的群体运动编辑与控制方法.首先利用贪心算法构建从初始队形到目标队形中个体位置的配对关系;然后对其进行优化,在保持个体相对位置的同时尽可能减少路线交叉;最后通过匹配虚拟角色的运动来合成流畅、逼真的群组动画.采用文中方法用户只需输入群体规模以及群体队形轮廓,即可实现对群体运动的编辑与控制.实验结果表明,该方法能够对不同规模、不同队形间的群体运动实现有效控制,从而提高群组动画制作的效率.     

基于点采样的大规模三维模型显示

大规模三维模型的实时显示一直是许多虚拟现实应用追求的目标之一,也是计算机图形学领域的研究热点之一。文中采用基于采样点的显示方法,把具有显示质量优势的传统三角形与显示速度快、简化表示能力强的采样点,通过八叉树有机组织起来;通过对基本算法做出有效的改进,并添加计算分解和重用、有效的数据管理等模块,以高效的实现方式完成了30,000个独立运动的虚拟人场景的实时显示。文中的方法也可处理其它场景,能直接应用于紧急疏散或影视、游戏等领域中大规模三维模型的显示,具有很好的应用前景。     

个性化虚拟人体模型骨架生成方法

采用基于自动化骨架匹配和可视化骨架编辑的方法,可以方便地完成个性化的骨架建模．首先定义一个标准的虚拟人骨架模板,通过骨架模板与人的几何模型的自动匹配,得到初始的骨架模型;然后利用可视化的骨架编辑工具,就可以很容易地生成个性化的虚拟人骨架．实验表明：该方法可以快速、简单地生成精确的个性化的骨架模型,方便虚拟人运动显示。     

个性化三维人体模型快速建模方法

采用模型重用的思想,通过输入21个人体测量学参数对标准人体模型进行编辑,实时获得相应体型的个性化三维人体模型．该方法使得编辑过程能够实时完成;生成的人体模型可以方便地驱动;精选的21个人体测量学参数覆盖了人体各处的细节,能够比较完整地描述人体的外形特征,满足对人体模型个性化的需求．     

专家系统工具HEST 的编译器设计

HEST是一个汉化编译型集成式的专家系统工具,在IBMPC及其兼容机上运行.它提供的逻辑/函数型通用知识表达语言,是融合了函数程序设计风格的编译型PROLOG语言.本文主要介绍:PROLOG语言的语义、语法扩充,主要是函数定义、函数调用和表达式计算;对WARREN抽象机数据结构、指令的增加和修改;编译器的主要构成模块和运行流程;语言语法结构编码的七条定义规则,并在附录中给出了编译实例.     

基于机器学习的语音驱动人脸动画方法

语音与唇动面部表情的同步是人脸动画的难点之一.综合利用聚类和机器学习的方法学习语音信号和唇动面部表情之间的同步关系,并应用于基于MEPG-4标准的语音驱动人脸动画系统中.在大规模音视频同步数据库的基础上,利用无监督聚类发现了能有效表征人脸运动的基本模式,采用神经网络学习训练,实现了从含韵律的语音特征到人脸运动基本模式的直接映射,不仅回避了语音识别鲁棒性不高的缺陷,同时学习的结果还可以直接驱动人脸网格.最后给出对语音驱动人脸动画系统定量和定性的两种分析评价方法.实验结果表明,基于机器学习的语音驱动人脸动画不仅能有效地解决语音视频同步的难题,增强动画的真实感和逼真性,同时基于MPEG-4的学习结果独立于人脸模型,还可用来驱动各种不同的人脸模型,包括真实视频、2D卡通人物以及3维虚拟人脸.     

手势数据挖掘及挖掘结果的可视化

手势作为虚拟环境中的输入和控制装置，在人机接口中起着重要的作用．在对大量真实的运动手势数据进行聚类、得到所有的手势类的基础上，通过数据挖掘中的粗糙集方法对手势类进行约简，得到了一组基手势，任何手势都可以由这组基手势生成．该方法得到的结果自然、可信，挖掘的结果用VRML的三维虚拟人显示，较好地解决了模式的易懂性问题。     

三维服装仿真中的"服装-人体"快速冲突检测及响应算法

维胆装仿真可以为三维人体动画生成逼真的服装动态效果，但其中的冲突检测与仿真计算的时间复杂度太高，其实用性一直受到很大限制．提出了一种快速的“服装-人体”冲突检测友响应算法，在人体运动状态下，快速检测服装与人体之间的位置冲突，其时间复杂度仅为O（n）（n为服装模型上的顶点数目）．在此基础上，提出一种合理有效的冲突响应机制，并实现快速稳定的三维服装仿真，取得了真实的仿真结果．     

虚拟人合成研究进展

虚拟人是人在计算机生成空间(虚拟环境)中的几何特性与行为特性的表示.虚拟人合成研究的内容主要包括逼真人体模型与逼真人体运动行为.文中介绍了人体建模方法、人体运动行为生成方法的发展过程,给出了基于实例的人体建模与人体运动行为建模的研究进展,以及这些研究成果的应用例子,最后列举了几个前沿研究问题.