本文關(guān)鍵詞：手機(jī)3D動(dòng)畫系統(tǒng)中粒子特效的自動(dòng)生成

  更多相關(guān)文章： 動(dòng)畫自動(dòng)生成 粒子特效 手機(jī)動(dòng)畫 知識(shí)庫 本體庫

【摘要】：3D動(dòng)畫發(fā)展較為迅猛,但其復(fù)雜的制作流程影響動(dòng)畫的生產(chǎn)效率。上世紀(jì)90年代,中科院陸汝鈐院士提出一種全新的動(dòng)畫生產(chǎn)技術(shù)—全過程計(jì)算機(jī)輔助自動(dòng)生成動(dòng)畫技術(shù)。它將人工智能技術(shù)與動(dòng)畫藝術(shù)創(chuàng)造性的融合,以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為支撐,運(yùn)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫的創(chuàng)作。隨著智能手機(jī)的普及,2008年,中科院張松懋研究員提出將全過程計(jì)算機(jī)輔助自動(dòng)生成動(dòng)畫技術(shù)應(yīng)用到手機(jī)短信上,并帶領(lǐng)課題組成員設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了手機(jī)短信動(dòng)畫自動(dòng)生成系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)發(fā)送方短信的具體內(nèi)容自動(dòng)生成相應(yīng)的3D動(dòng)畫并反饋給發(fā)送方。系統(tǒng)主要由短信接收、信息抽取、定性規(guī)劃、定量實(shí)現(xiàn)和動(dòng)畫渲染五部分組成。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中,粒子系統(tǒng)是構(gòu)建模糊的、不規(guī)則物體的建模方法。粒子特效是粒子系統(tǒng)模擬自然界景象的效果,如風(fēng)、雨、霧、火等。手機(jī)短信動(dòng)畫自動(dòng)生成系統(tǒng)缺少表現(xiàn)常見天氣現(xiàn)象的功能,本文在系統(tǒng)中首次實(shí)現(xiàn)粒子特效的全過程的自動(dòng)生成,彌補(bǔ)系統(tǒng)無法表示天氣等現(xiàn)象的不足,并探索嘗試借助粒子特效表示人物情緒。粒子特效自動(dòng)生成系統(tǒng)是基于手機(jī)動(dòng)畫自動(dòng)生成技術(shù)實(shí)現(xiàn)的,主要由兩部分組成,粒子特效的定性規(guī)劃和定量計(jì)算。本文的主要工作如下:第一,首次實(shí)現(xiàn)全過程粒子特效的自動(dòng)生成,主要包括定性規(guī)劃和定量計(jì)算兩大部分。定性規(guī)劃是以短信內(nèi)容為基礎(chǔ),根據(jù)信息抽取得到的模板和主題,依托粒子特效知識(shí)庫,通過規(guī)則推導(dǎo)的方式,生成描述粒子特效的信息;定量計(jì)算部分實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景中粒子特效的自動(dòng)添加,包括創(chuàng)建粒子發(fā)射面,計(jì)算動(dòng)畫場(chǎng)景的大小和計(jì)算粒子發(fā)射率等。第二,粒子特效知識(shí)庫的設(shè)計(jì)。全過程粒子特效的自動(dòng)生成是基于知識(shí)庫實(shí)現(xiàn)的,為此我們?cè)O(shè)計(jì)了粒子特效知識(shí)庫,包括本體庫和規(guī)則庫,它們是兩種不同的知識(shí)表達(dá)形式。粒子特效本體庫采用語義網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建。粒子特效主要從兩個(gè)方面來表現(xiàn)短信內(nèi)容,一是表現(xiàn)短信中提到的自然現(xiàn)象;二是表現(xiàn)人物情緒,因此設(shè)計(jì)了常見的自然現(xiàn)象類和人物情緒類,定義類的對(duì)象屬性和數(shù)據(jù)屬性,創(chuàng)建類的實(shí)例,并通過屬性將粒子特效類與本體庫中的模板和主題類關(guān)聯(lián)起來。進(jìn)一步又建立粒子特效規(guī)則庫,使用語義網(wǎng)規(guī)則語言SWRL來實(shí)現(xiàn),規(guī)則能夠推導(dǎo)出短信中的自然現(xiàn)象和人物情緒。設(shè)計(jì)三種實(shí)驗(yàn)對(duì)粒子特效自動(dòng)生成系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。從2015年3月10日到2016年1月30日,共測(cè)試短信1031條。與粒子特效有關(guān)的短信385條,成功添加粒子特效的326條,占84.68%,驗(yàn)證了粒子特效自動(dòng)生成系統(tǒng)的可行性;選取50條短信,每一條短信運(yùn)行10次,其中粒子效果超過6種的有37條短信,占74%,驗(yàn)證了粒子效果的多樣性;從成功添加粒子特效的326條短信中隨機(jī)選取100條,以調(diào)查問卷的形式對(duì)動(dòng)畫效果進(jìn)行評(píng)估,平均得分是7.1,驗(yàn)證了動(dòng)畫的觀賞性。本文首次在手機(jī)3D動(dòng)畫自動(dòng)生成系統(tǒng)中設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)粒子特效的自動(dòng)生成,使系統(tǒng)能夠表現(xiàn)常見的天氣現(xiàn)象,還能夠?qū)崿F(xiàn)多種粒子效果的疊加,并通過粒子特效表現(xiàn)人物情緒。進(jìn)一步的工作包括對(duì)現(xiàn)有的粒子特效知識(shí)庫進(jìn)行擴(kuò)充,并豐富人物情緒的表現(xiàn)方法。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)畫自動(dòng)生成 粒子特效 手機(jī)動(dòng)畫 知識(shí)庫 本體庫
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP317.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-14
• 1.1.1 三維動(dòng)畫的發(fā)展11-12
• 1.1.2 全過程計(jì)算機(jī)輔助動(dòng)畫自動(dòng)生成技術(shù)12-13
• 1.1.3 手機(jī)短信 3D動(dòng)畫自動(dòng)生成技術(shù)13-14
• 1.2 粒子系統(tǒng)概述14-16
• 1.2.1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展14
• 1.2.2 粒子系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展14-16
• 1.2.3 面向手機(jī) 3D動(dòng)畫粒子特效自動(dòng)生成的研究現(xiàn)狀16
• 1.3 本文研究工作16-17
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)17-19
• 第2章 粒子特效自動(dòng)生成系統(tǒng)19-27
• 2.1 手機(jī) 3D動(dòng)畫自動(dòng)生成系統(tǒng)介紹19-20
• 2.2 粒子特效自動(dòng)生成系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路20-25
• 2.3 本章小結(jié)25-27
• 第3章 粒子特效的定性規(guī)劃27-37
• 3.1 粒子特效本體庫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)27-33
• 3.1.1 自然現(xiàn)象本體庫27-31
• 3.1.2 情緒本體庫31-33
• 3.2 粒子特效規(guī)則庫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)33-34
• 3.3 基于知識(shí)庫的粒子特效定性規(guī)劃實(shí)現(xiàn)34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 粒子特效的定量計(jì)算37-49
• 4.1 Maya粒子系統(tǒng)介紹37-41
• 4.1.1 Maya主要參數(shù)介紹37-40
• 4.1.2 Maya API及MEL介紹40-41
• 4.2 粒子特效的設(shè)計(jì)41-47
• 4.2.1 粒子特效定性信息與Maya屬性的關(guān)系41-42
• 4.2.2 粒子特效發(fā)射面計(jì)算42-43
• 4.2.3 粒子特效發(fā)射率計(jì)算43-44
• 4.2.4 粒子運(yùn)動(dòng)路徑設(shè)計(jì)44-47
• 4.3 粒子特效實(shí)現(xiàn)47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第5章 粒子特效自動(dòng)生成實(shí)驗(yàn)49-65
• 5.1 測(cè)試環(huán)境與流程49-52
• 5.1.1 測(cè)試環(huán)境49
• 5.1.2 測(cè)試流程49-52
• 5.2 粒子特效系統(tǒng)可行性實(shí)驗(yàn)52-57
• 5.3 粒子效果多樣性實(shí)驗(yàn)57-59
• 5.4 粒子特效觀賞性實(shí)驗(yàn)59-62
• 5.5 本章小結(jié)62-65
• 結(jié)論65-69
• 參考文獻(xiàn)69-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71-73
• 致謝73

，

本文編號(hào)：659581