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第一篇计算机动画论文范文参考：基于物理的计算机动画及其加速技术的研究
基于物理的计算机动画一直是计算机图形学领域的一个热点研究方向,尤其是电影特效的发展以及电子游戏的强力需*动着这一方向的研究.人们不仅需要形象的真实感,也需要运动的真实感.而真实世界蕴涵着复杂的运动规律,其复杂度往往使得人们难以用一些简单过程来表述.如何发现这些规律并通过计算机计算重现真实世界的运动成为基于物理的计算机动画的关键技术.然而一方面人们对真实世界的许多现象的内在本质仍处在探索中,在计算机图形领域中对于这些现象缺乏对其物理模型本身比较合适的描述和建模,另一方面物理计算的复杂性往往带来性能的严重损失,满足不了许多对时间要求较高的图形学应用领域的需求,因此如何在视觉误差范围内对其计算处理进行加速就显得尤为重要.本文以基于物理的计算机动画作为研究目标,并试图在物理模拟的真实感和效率之间寻求一个良好的平衡点,从而满足众多应用领域的需求.
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第二篇计算机动画论文样文：计算机动画中运动生成与控制问题研究
随着计算机图形学与硬件技术的高速发展,计算机动画作为一种高技术、高智力和高艺术的创造性工作日益渗透到所有人的生活.虽然现有的计算机动画技术已达到前所未有的水平,但在追求更逼真的视觉效果、更丰富的设计手段及更高的自动化程度方面尚有很大余地,向研究人员提出了更高的挑战,因此计算机动画相关理论与算法的研究近年来已成为计算机图形学领域中的研究热点.
围绕计算机动画中高度逼真运动的生成与控制的关键理论问题和困难,研究如何有效地生成高度真实感的运动.从关键帧插值、运动捕获和运动合成等方面进行了深入研究,通过建立新的运动生成与控制的理论和方法,探索动画中运动生成和控制的可控性、复杂性和逼真性之间的关系,以提高计算机动画中运动生成与控制的交互性和运动的真实感.
针对传统关键帧插值技术所带来的动画效果不光顺、不逼真等问题,提出了一种速度插值算法.根据对象运动路径的不同表达形式,将算法分为参数曲线、二维隐曲线和三维隐曲线的三种速度插值算法.通过分别设置对象的运动路径和速度曲线,建立插值点和速度之间的关系,从而快速、直观生成与速度相关的运动序列.同一路径不同速度曲线,不同路径相同速度曲线均可生成不同的动画序列,带来较高逼真度的同时,也提高了动画生成的复用性.
将速度插值算法进一步推广到目前的研究热点-人体动画中.首先研究了参数曲线速度插值算法在关节动画的应用,提出了一种关节动画的速度插值实现方法,通过速度插值算法与逆向运动学的直接结合,并进一步将关节角矢量与关节速度矢量相联系,该方法均能满足关节运动生成与速度的关联性,达到光顺、自然的效果.同时在此基础上,以步行运动为例,提出了速度插值的人体运动控制方法.通过构建步行辅助模型,结合关节角和辅助关节角,实现速度插值人体步行运动的控制生成.当指定不同骨架、不同运动形式时,速度插值算法依然可以灵活应用到人体动画中.
讨论了基于单视图视频的运动捕获技术,采用了基于光流的特征跟踪方法对所标注的关节点进行跟踪,对跟踪获取的二维运动数据逐帧进行三维重建.在三维重建中的自遮挡运动信息问题上,提出了一种基于几何-运动约束的遮挡恢复策略.对于被遮挡关节点的运动信息,利用与其相邻的未被遮挡关节点的几何关系进行恢复,并利用运动约束关系排除多余的恢复结果,得到唯一的结果,实现了一种计算简单、低成本的单视图视频运动捕获技术.
通过寻找运动合成各个子问题的共性和特性,提出了一种运动合成的分类方法,将运动合成分为运动混合和运动连接两大类.结合传统的时间变形算法和时间均匀缩放技术,提出了基于最小帧间距的时间规整技术搜索全局最优混合路径,结合插值技术进行运动融合和运动嵌入的编辑.同时,根据需连接的运动序列的发生时间关系把运动连接分为运动过渡和运动交叉两种.分别利用最大帧间距或最小帧间距重计算过渡或交叉区间,以保证过渡或交叉运动的平滑.最后,对于合成后的运动结果进行约束分析,给出了约束匹配的各项原则,以保证合成运动与真实运动要求相吻合.
计算机动画的运动控制问题在关键帧插值、运动捕获、运动合成、人体运动四个方面进行了较为全面的分析和深入的研究.提出的各种方案和算法,从不同角度解决了计算机动画中存在的计算量大和真实感较差等主要问题,可作为现有技术的一种有益补充,并且对计算机动画中相关问题的研究具有一定的理论启发意义.
第三篇计算机动画论文范文模板：智能人体动画若干关键技术研究
随着光学运动捕获设备的应用,高效、快捷的获取真实感三维人体运动数据已成为现实并被成功应用于计算机动画、视频游戏、影视特技、运动仿真及虚拟现实等众多领域,且近年来已经出现较大规模的商用／研究用人体运动捕获数据库.随着运动数据获取手段日趋成熟,计算机动画研究人员的研究重点逐渐转移到如何对已有的三维人体运动捕获数据进行分析、管理与重用上,并开始关注如何开发新的技术用于自动化、智能化的三维人体动画创作.
本文的工作就是探索三维人体运动捕获数据的自动化、智能化分析、处理与重用方法,并在此基础之上研究三维人体动画创作的智能技术.本文提出了人体运动数据分割、运动数据抽象、基于关键帧的三维运动数据检索、风格化人体运动数据自动编辑与生成、基于捕获数据集与运动脚本的人体运动合成引擎、基于运动规划的人体动画自动生成等技术.
为了将较长运动捕获序列中所包含的不同类型运动数据分割开来,首先将原始空间中结构复杂(在原始高维空间中,运动数据样本点分布复杂,形成扭曲甚至折叠的高维流形)的人体运动数据通过非线性流形降维技术投影到结构相对简单的低维流形上,进而采用聚类算法对其进行自动分割.
为了对原始运动数据序列进行抽象表示,提出骨骼夹角八元组特征表示方法,进而提出一种改进的分层曲线简化算法提取关键帧数据.实验结果表明该算法不仅能够对原始运动数据序列进行压缩和抽象表示,同时还能保持相似运动序列关键帧集合之间的一致性,并且在运动数据压缩、基于关键帧的运动数据检索、合成等方面有着进一步的应用.
在三维人体运动数据管理方面,提出一种基于关键帧的三维运动检索技术,通过在运动数据序列关键帧集合之间构建距离矩阵对其进行相似度比较,能够实现基于内容的三维人体运动数据检索.该算法的特点在于计算简单、运算效率高,不需要事先建立索引结构,适用于增量式的三维人体运动数据库.
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在三维人体运动数据重用方面,提出一个自动框架对风格化人体运动数据进行实时、定量的生成与编辑.主成分分析理论(Principle Component Analysis,PCA)用来将人体运动数据映射到子空间,在最大程度保持原始数据特征的条件下降低了计算复杂度.风格化运动生成与编辑算法在PCA子空间中得到应用并产生出新的风格化人体运动数据.为了解决实际人体运动存在多风格融合的问题,还提出一种新颖的方法用于多风格人体运动数据的生成与编辑.
为了基于用户指令高效、快速合成三维人体动画序列,本文提出一个基于运动捕获数据集的真实感三维人体运动合成引擎,通过定义标准XML格式的运动脚本,引擎能够从运动捕获数据库中获取相应的运动数据片断合成最终的三维人体运动序列.在这个灵活的引擎框架下,用户可以自己提供特定的运动数据集合并定义相关的运动元素表,实验表明该引擎架构可以用于计算机游戏、动画制作系统、运动仿真及虚拟现实等应用中.
为了生成特定虚拟场景中的角色动画,提出了一个基于运动规划的人体动画自动生成框架.给定一个虚拟场景,动画师手工指定角色运动的起点与终点,系统可以自动或者交互式的为动画角色规划运动路径和进行行为选择,将结果保存为运动脚本形式,然后基于脚本信息从已有运动捕获数据库中提取相应行为片断并合成为最终动画序列.
最后在第九章中,对本文的研究工作进行了总结和展望.
第四篇计算机动画论文范例：计算机动画中的若干关键技术研究
计算机动画是伴随着计算机硬件和图形算法的高速发展而形成的计算机图形学的一个分支,计算机动画所生成的是一个虚拟的世界,虽然画面中的物体并不需要像真实世界中那样真正去建造,但要满足动画师随心所欲地创造虚幻世界的需求,计算机动画必须很好地完成造型、运动控制和绘制三个环节.如何对复杂物体进行建模、如何在物体运动过程中控制并保持物体的体积、如何实现大规模场景的快速绘制是其中的难点和热点问题,本文针对这些问题开展研究,力求对现有的方法有所改进.
本文首先综述了计算机动画中的关键技术及现状,对造型、运动控制和绘制的主要方法进行了介绍并对与本文方法相关的研究现状进行了重点分析.
造型是计算机动画的第一步,基于图像的造型是一类生成复杂形状的技术.光度立体图像建模技术在图像建模领域中具有较大优势,但其算法理论和实际应用都有待完善.本文对光度立体技术从运作方式、性能特点、基本原理和流程进行了分析,针对研究的热点,对高光模型的应用、鲁棒建模算法的优化、快速搜索算法在光度立体领域中的再加速等技术进行了探索,提出了针对T-S光照模型使用共轭梯度逼近求解的算法；提出了使用多图像进行非散射像素区域的剔除和替换方法；使用制作金字塔图像的方式,以对数的时间复杂度对光度立体建模中的关键步骤“高维法向量搜索”进行了加速.
当需要对物体做变形方面的动画时,需要考虑在变形过程中保持物体的体积不变.本文在隐式曲面的运动控制方法的基础上,给出了隐式曲面运动控制中的体积保持流程；利用metaball密度函数的特性,结合区间分析提出了一个快速而准确的判断立方体与曲面是否有交的标准,并根据这一判断标准,通过递归分割给出了快速体积计算方法,应用于隐式曲面的体积保持.
大规模场景的快速绘制技术是提高动画真实感的关键,本文在实时绘制中的外存技术的基础上,提出了一个基于内存映射文件和多线程技术实现的缓存和按需装载的框架,给出了利用内存映射文件技术来管理内外存之间的数据调度方法,利用多线程技术实现具有优先级的异步装载,数据预取和动态置出；并提出了一种专门针对GPU和CPU体系结构中缓存层次结构特点的离线几何数据排布优化方案,使得显卡性能得到进一步挖掘,预取和缓存工作自动完成.
路径规划也是计算机动画里一个重点,本文分析了常用路径规划算法,给出了一种基于八叉树的路径规划方法,并具体给出了场景预处理、连接图的构造、路径规划、路径平滑、摄象机速度和视角规划的方法.
第五篇计算机动画论文范文格式：计算机动画中的视点合成与运动控制
在计算机动画中,视点合成技术(即计算机动画图象与实拍图象的视点合成技术,简称视点合成技术)和运动控制方法都是近年来的研究热点.本文在较全面的文献检索、工程实践、理论研究、及实验验证的基础上,研究了基于P3P问题求解的视点合成方案及一些关键技术,适于描述随机性过程(如流水与波浪模拟、室内地面纹理生成过程等)的运动控制方法,以及空间双圆弧样条曲线等方面的问题.
本文采用的方法和取得的主要结果有：
·,在对基于P3P问题的视点合成技术的可行性研究中,给出了基于P3P问题求解的视点合成方案,反求视点的方法,以及在图象中精确计算标识像心的方法.
·,对P3P问题多解现象的深入研究.长期以来由于P3P问题的多解现象使其应用一直受到限制.本文采用P3P问题的新提法、新分类法、新的化简方法,充分利用代数方程论中的改号数理论实现了对P3P方程组正解数目的估计,完整地给出了各种多解现象的充要条件,并讨论了多解的分布规律.这些定理为本文提出的基于P3P问题反求视点的方法建立了必要的理论基础.
·,吴方法在反求视点问题中的初步应用.用吴方法处理PnP问题导出的多项式组,可以用数学机械化方法得到P3P方程组的全部解,不杂不漏；还可用于获得摄像机特殊位置的明显的几何解释,约束条件和解的存在条件等；本文还给出了P4P问题的新解法.
·,流水和波浪模拟中波形的运动控制方法.文中把波形表示为一种适于运动控制的分量的迭代形式,并采用运动学方法和动力学方法,描述了波形运动的确定性和随机性两方面特征.
·,自然纹理生成中的运动控制方法.文中给出了自然纹理的过程生成方法,具有高度的真实感,善于表现纹理的连续性和演变趋势等优点.其中随机行走路线的运动控制,可归结为计算机动画和机器人学中的“路线规划的静态故障避免问题”,文中给出了一种采用马尔可夫序列理论的方法.
·,本文把圆弧样条曲线推广为空间形式,称为“空间双圆弧样条曲线”,并应用于曲面的轮廓线计算中.
本文是一篇计算机动画论文范文,可作为选题参考.
计算机动画引用文献:
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