融合运动捕获数据的动画设计方法研究

发布时间：2017-04-09 10:06

  本文关键词：融合运动捕获数据的动画设计方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：计算机动画随着计算机图形学和多媒体技术等相关技术的不断发展，已从一个新兴产业不断发展成为一个庞大的产业。群体动画作为计算机动画的一个重要分支，在动漫产业、游戏娱乐、军事科研、现实虚拟等领域得到广泛应用，大规模场景的视觉震撼效果也吸引了大量的消费人群。 近年来，群体动画设计通过运动捕获技术的快速发展呈现出新的生机。运动捕获技术能够获取精确逼真和高难度的人体运动数据，从而很好地实现群体动画中人群运动的真实感效果。另外，人们追求更好的动画视觉效果和动画自然真实性，对群体动画设计有了更高的要求和期待。研究如何结合路径规划方法和运动捕获技术进行群体动画创作，提高群体动画的可视化效果和真实感，，具有重要意义。 本文主要研究群体动画设计路径规划方法和融合运动捕获数据的动画设计两个方面，将图论算法、A*算法和运动捕获技术等相关理论应用在动画制作中，达到快速、高效、更为真实地呈现群体运动仿真的目标。 本文的主要工作及创新点如下： (1)提出一种基于拓扑结构和A*算法的两层路径规划算法。首先，基于最小生成树Prim算法进行在几何层的全局路径规划。其次，利用并行计算的方法和思路，在全局路径中的每个结点区域内进行基于A*算法的局部路径规划。最后，将计算出的路径信息拼接成一条完整的运动路径。在项目组的ACIS+HOOPS+VS2003开发平台上生成路径信息并保存。实验证明该算法可以方便进行交互，并且很好地提高了群体动画中路径规划的效率。 (2)提出一种融合路径信息和运动捕获数据的动画设计方法。在VS2010开发的动画设计软件中，通过具体的算法有效地融合生成的路径信息与运动捕获数据，计算产生具有动作行为和运动路径的运动数据。然后，通过绑定角色，完成复杂三维虚拟环境中的群体动画设计。实例结果证明，本文提出的动画设计方法简单可行，并且能够很好地提高动画的视觉效果和真实感。
【关键词】：群体动画 真实感模拟 路径规划 运动捕获技术
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 研究内容及创新点9-11
• 1.2.1 研究内容9-10
• 1.2.2 创新点10-11
• 1.3 组织结构11-14
• 第二章 群体动画与运动捕获技术研究现状14-24
• 2.1 群体动画研究现状14-16
• 2.1.1 群体动画简介14-15
• 2.1.2 群体动画的真实感行为研究15-16
• 2.2 运动捕获技术原理16-20
• 2.2.1 运动捕获技术简述16-18
• 2.2.2 运动捕获技术分类与数据格式18-19
• 2.2.3 运动捕获技术的应用领域19-20
• 2.3 运动捕获关键技术研究现状20-22
• 2.3.1 运动捕获数据的关键帧提取研究20-21
• 2.3.2 人体运动编辑与合成技术研究21-22
• 2.4 小结22-24
• 第三章 基于拓扑结构和 A*算法的两层路径规划方法24-36
• 3.1 两层路径规划方法框架24-25
• 3.2 全局路径规划25-31
• 3.2.1 图论概念与应用25-26
• 3.2.2 全局拓扑地图的定义26-29
• 3.2.3 基于最小生成树 Prim 算法的全局路径规划方法29-31
• 3.3 局部路径规划31-33
• 3.3.1 基于 A*算法的局部路径规划方法31-33
• 3.4 两层路径规划算法流程33-34
• 3.5 实例与分析34-35
• 3.6 小结35-36
• 第四章 融合路径信息和运动捕获数据的动画设计方法36-48
• 4.1 融合运动捕获数据的动画设计方法流程图36
• 4.2 融合路径信息和运动捕获数据的融合算法36-42
• 4.2.1 路径信息与运动捕获数据的融合算法36-39
• 4.2.2 合成运动数据的角色绑定39-40
• 4.2.3 手动路径动画与融合运动数据动画比较与分析40-42
• 4.3 动画设计实例42-46
• 4.3.1 动画设计平台42-43
• 4.3.2 多角色动画实例43-44
• 4.3.3 人群疏散动画实例44-46
• 4.4 小结46-48
• 第五章 总结与展望48-50
• 5.1 总结48
• 5.2 展望48-50
• 参考文献50-54
• 攻读硕士期间发表的论文54-56
• 致谢56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;Review of techniques for motion capture data processing[J];Computer Aided Drafting,Design and Manufacturing;2012年01期

2 刘丰,庄越挺,罗忠祥,潘云鹤;基于多自主智能体的群体动画创作[J];计算机研究与发展;2004年01期

3 艾海舟,张钹;基于拓扑的路径规划问题的图形解法[J];机器人;1990年05期

4 沈军行 ,孙守迁 ,潘云鹤;从运动捕获数据中提取关键帧[J];计算机辅助设计与图形学学报;2004年05期

5 王鑫;孙守迁;侯易;邓春燕;;数据驱动的人群场景动画合成方法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2009年02期

6 王鑫;孙守迁;邵明;;运动路径驱动的角色动画合成方法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2009年03期

7 张钹,张铃;无碰路径规划的拓扑方法[J];计算机学报;1990年12期

8 饶云波;陈雷霆;周骏;李艳梅;;计算机群体动画中的真实感行为综述[J];计算机应用;2010年03期

9 肖伯祥;张强;魏小鹏;;人体运动捕捉数据特征提取与检索研究综述[J];计算机应用研究;2010年01期

10 蔡美玲;邹北骥;辛国江;;预选策略和重建误差优化的运动捕获数据关键帧提取[J];计算机辅助设计与图形学学报;2012年11期

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1 王鑫;数据驱动的人群动画仿真技术研究[D];浙江大学;2009年

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本文编号：294999