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使用骨骼蒙皮动画技术制作人物动画

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论文说明:图目录

第一章绪论

1.1本文研究目的

1.2研究现状

1.3本文的组织

第二章综述

2.1计算机动画概述

2.2人物动画简介和技术综述

2.2.1概述

2.2.2实时人物动画技术

第三章人物运动数据的制作

3.1运动捕获技术

3.1.1背景

3.1.2技术分析

3.2人物运动数据修正

3.2.1运动捕捉数据存在的问题

3.2.2研究现状

3.2.3人体模型的表示

3.2.4执行动态平衡约束

3.2.5执行地面接触力约束

3.3本章小结

第四章实时人物骨骼蒙皮动画

4.1引言

4.2蒙皮动画的技术实现

4.2.1姿势空间变形的方法

4.2.2根据示例生成形状的方法

4.3多重权值计算的人物骨骼动画

4.3.1引言

4.3.2单一权值变形

4.3.3多重权值变形

4.4权值计算方法

4.4.1从全局姿势确定局部影响

4.4.2姿势和骨骼影响

4.4.3输入数据的主要分量分析

4.4.4局部岭回归

4.5多重权值计算的处理流程

4.6本章小结

第五章系统实现

5.1系统模块

5.1.1动作处理模块

5.1.2模型处理模块

5.1.3物理约束模块

5.1.4权值计算模块

5.1.5实时渲染模块

5.2系统操作

5.2.1编排动作

5.2.2动作捕捉

5.2.3制作人物模型

5.2.4解析模型文件

5.2.5绑定皮肤和关节

第六章总结与展望

6.1本文工作总结

6.2后期工作展望

参考文献

致谢

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摘要

计算机动画在当今具有广泛的应用,无论游戏、电影还是虚拟现实,到处都有它的身影。人物动画作为计算机动画的一部分,成为现在应用研究的一个热点领域。因为人物运动的复杂性,无论是人体关节的互相作用,还是皮肤之间的作用,都会随着运动的不同而不同,想逼真模拟人物运动,不仅要考虑人物的逻辑动作,还要处理好皮肤等组织的变形,具有相当的难度。 本论文研究了产生逼真人物动画遇到的问题及解决方案。 首先,根据运动捕捉设备获得人物的运动数据。然而由于设备本身存在的误差,导致较大幅度身体运动会产生变形,甚至不符合人体工学。因此,需要对运动数据进行修改。通过对人体运动数据加入物理约束,使人物运动符合常理。 然后,将运动数据和建模得到的人体模型相结合,产生实时人体骨骼蒙皮动画。实现方法主要有:骨骼空间变形、根据示例生成形状和多重权值计算。本文比较了这三种技术的差别,最终选择了使用多重权值进行皮肤变形来生成动画。

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