论文部分内容阅读
随着三维动画广告在电视屏幕上的频频播映,计算机动画已经悄无声息地走进了人们的日常生活。目前采用计算机图形工作站和先进的动画软件所生成的三维动画可产生非常逼真的效果,以假乱真。尚在设计中的城市小区在计算机动画中可变成拔地而起的高楼,尚在设计的时装在未成衣前就可以用计算机虚拟的模特着装走台展示,早已绝迹的古代恐龙可以在屏幕上成群地奔跑,种种不可思议的奇迹可以凭借计算机动画技术而神奇地再现。人体动画是计算机图形学中一个快速发展的研究领域,运动捕获技术的使用更为其注入了新的活力。运动编辑对捕捉到的运动数据进行改编生成新的运动,大大提高了数据的利用率。本文将研究人体运动模型和人体运动的人机工程特点,进而研究模特动画运动控制方法,最后研制了基于运动捕获的动画展示和编辑系统,以支持服装设计,模特走台动作编排以及虚拟试衣等多方面的应用。具体工作如下:本文首先对动画技术的起源,研究内容和国内外的研发应用现状进行了广泛和深入的研究,综述了目前应用较多的各种类型的计算机动画技术特点和内容,分析了计算机动画的发展趋势,并详细介绍了基于运动捕获的动画系统及其应用。接着本文介绍了三维人体建模型与运运控制技术。在三维人体模型方面,本文介绍了分层表示模型以及H-Anim和MPEG4等人体建模国际标准。在人体运动控制技术方面,介绍了包括正向运动学和反向运动学等多种运动控制方法。为模特动画展示应用建立理论和技术基础。接下来本文研究了基于运动捕获的模特动画展示技术。研究了模特走台动作的特点和它的人机工程特点,提出了适应服装业量身定制要求的参数化人体模型,建立人体运动方程,分析运动捕获数据文件,实现基于运动捕获的模特动画展示。运动捕获和运动编辑是计算机动画中最关键的技术。运动捕获得到的运动数据简单且带有噪声,运动类型也比较单一。因此,需要对运动捕获的原始数据进行编辑处理,再生出不同场景下的多种运动。本文接着研究了运动编辑算法CCD及其实现,提出了加入关节生理约束后的改进CCD算法。最后,应用以上技术,本文实现了基于运动捕获数据的动画展示和编辑系统,介绍了项目的前期工作,JAVA开发工具,并对其中的关键模块和相关技术做了说明。