本文關(guān)鍵詞：手機(jī)3D動(dòng)畫中攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)與避障的自動(dòng)生成

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【摘要】：手機(jī)3D動(dòng)畫自動(dòng)生成技術(shù)依托于陸汝鈐院士提出的全過(guò)程計(jì)算機(jī)輔助動(dòng)畫自動(dòng)生成技術(shù),結(jié)合目前流行的3G乃至4G的移動(dòng)通信技術(shù),致力于改變傳統(tǒng)手機(jī)短信單調(diào)、吸引力低的缺點(diǎn)。由此技術(shù)產(chǎn)生的手機(jī)3D動(dòng)畫自動(dòng)生成系統(tǒng),將發(fā)送方短信通過(guò)一系列的人工智能技術(shù),轉(zhuǎn)化為一段能夠表現(xiàn)短信內(nèi)容的三維動(dòng)畫,再將該動(dòng)畫轉(zhuǎn)發(fā)給接受方。手機(jī)3D動(dòng)畫自動(dòng)生成系統(tǒng)是以三維場(chǎng)景為基礎(chǔ)的。其中,三維場(chǎng)景的攝像機(jī)規(guī)劃是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。三維動(dòng)畫所表現(xiàn)的畫面內(nèi)容是通過(guò)場(chǎng)景中攝像機(jī)的視圖展示的,攝像機(jī)規(guī)劃的優(yōu)劣對(duì)最終生成的3D動(dòng)畫產(chǎn)生直接的影響。針對(duì)系統(tǒng)中的攝像機(jī)規(guī)劃,一個(gè)好的攝像機(jī)展現(xiàn)的視圖畫面應(yīng)該是連續(xù)有邏輯的,拍攝到最能表現(xiàn)短信內(nèi)容的場(chǎng)景模型,并且躲避場(chǎng)景中影響視覺(jué)效果的障礙物。手機(jī)3D動(dòng)畫自動(dòng)生成系統(tǒng)的攝像機(jī)規(guī)劃已經(jīng)有三個(gè)版本,本文在前兩個(gè)版本的基礎(chǔ)上進(jìn)行基于攝影原語(yǔ)的攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)方式規(guī)劃和攝像機(jī)障礙物檢測(cè)與規(guī)避,并且進(jìn)行以拍攝目標(biāo)可見(jiàn)性為客觀條件的攝像機(jī)規(guī)劃結(jié)果判斷。主要工作包括兩方面。1)基于攝影原語(yǔ)的攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。在手機(jī)動(dòng)畫系統(tǒng)中,首次基于攝影原語(yǔ)進(jìn)行攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)手機(jī)動(dòng)畫的基本攝影原語(yǔ),將運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)分為拍攝目標(biāo)選取規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)方式選擇規(guī)劃。對(duì)情節(jié)規(guī)劃得到的模型依據(jù)其對(duì)短信內(nèi)容的表現(xiàn)形式和表現(xiàn)力度進(jìn)行分類組合得到目標(biāo)組,總結(jié)攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式組,對(duì)目標(biāo)組選取不同的拍攝技術(shù),對(duì)運(yùn)動(dòng)方式組進(jìn)行細(xì)化描述,最終得到基本攝影原語(yǔ),進(jìn)行攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的定性描述。在定量實(shí)現(xiàn)部分,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)定性描述到定量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換方式,進(jìn)行定量實(shí)現(xiàn)的分步計(jì)算,完成攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)定量計(jì)算。2)攝像機(jī)障礙物規(guī)避與目標(biāo)可見(jiàn)性分析。在知識(shí)庫(kù)中對(duì)模型進(jìn)行三維信息的標(biāo)注。對(duì)于每條短信實(shí)例的攝像機(jī)定性規(guī)劃,將場(chǎng)景模型劃分為拍攝目標(biāo)與障礙物目標(biāo)兩類,結(jié)合立體幾何知識(shí)與系統(tǒng)實(shí)際情況,首次設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了攝像機(jī)視線對(duì)障礙物的檢測(cè)方法與規(guī)避策略,采取包圍盒的方式降低遮擋檢測(cè)的復(fù)雜度,將三維干涉簡(jiǎn)化為二維相交進(jìn)行判斷,在發(fā)生遮擋的情況下對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)對(duì)Maya攝像機(jī)參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種目標(biāo)可見(jiàn)性判斷方法,根據(jù)三維空間中的攝像機(jī)位置與視覺(jué)中心坐標(biāo),逐個(gè)計(jì)算拍攝目標(biāo)是否在攝像機(jī)拍攝范圍內(nèi),并統(tǒng)計(jì)分析最終結(jié)果,對(duì)比分析結(jié)果與已經(jīng)定義的標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)設(shè)計(jì)的策略進(jìn)行攝像機(jī)調(diào)整。選取系統(tǒng)新版本更新后一年的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。首先進(jìn)行系統(tǒng)整體的實(shí)驗(yàn),對(duì)1212條短信數(shù)據(jù)進(jìn)行整體分析。然后針對(duì)本文的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行三方面的實(shí)驗(yàn),分別是攝像機(jī)規(guī)劃多樣性實(shí)驗(yàn)、障礙物規(guī)避與可見(jiàn)性實(shí)驗(yàn)以及攝像機(jī)規(guī)劃效果的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)。攝像機(jī)規(guī)劃多樣性在十次實(shí)驗(yàn)中得到六次以上不同規(guī)劃結(jié)果的概率達(dá)到88%;單幀的無(wú)遮擋率為95%,避障成功率為80%;單幀目標(biāo)可見(jiàn)率為86%,不可見(jiàn)調(diào)整成功率為55.56%。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)中,群眾人員參與者憑自己的主觀判斷對(duì)選取的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定范圍的評(píng)價(jià),對(duì)動(dòng)畫的滿意度達(dá)到了66.73%,而對(duì)攝像機(jī)遮擋的接受度達(dá)到了69.94%。本文針對(duì)手機(jī)動(dòng)畫系統(tǒng),提出了基于攝影原語(yǔ)的攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃,在定量實(shí)現(xiàn)部分設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)障礙物檢測(cè)與規(guī)避算法,并設(shè)計(jì)目標(biāo)可見(jiàn)性判斷方法進(jìn)行客觀判斷。實(shí)驗(yàn)表明攝像機(jī)規(guī)劃在攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)與避障方面取得了較大的提高,可見(jiàn)性判斷促進(jìn)了定性規(guī)劃與定量計(jì)算實(shí)現(xiàn)之間的聯(lián)系。進(jìn)一步的工作包括豐富知識(shí)庫(kù),設(shè)計(jì)多層次的攝像機(jī)原語(yǔ),結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)和統(tǒng)計(jì)方法支持系統(tǒng)攝像機(jī)規(guī)劃的自動(dòng)生成,以及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)表現(xiàn)短信深層含義的拍攝方式。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)畫自動(dòng)生成 攝像機(jī)規(guī)劃 攝影原語(yǔ) 障礙物規(guī)避 目標(biāo)可見(jiàn)性
【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)】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 研究背景與相關(guān)工作10-14
• 1.2 研究?jī)?nèi)容現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文研究工作16-17
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)17-20
• 第2章 基于攝影原語(yǔ)的攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃20-34
• 2.1 手機(jī)動(dòng)畫的基本攝影原語(yǔ)21-23
• 2.2 攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)定性規(guī)劃23-29
• 2.2.1 攝像機(jī)拍攝目標(biāo)選取規(guī)劃24-26
• 2.2.2 攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)方式選擇規(guī)劃26-29
• 2.3 攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)定量計(jì)算29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-34
• 第3章 攝像機(jī)障礙物規(guī)避與目標(biāo)可見(jiàn)性分析34-50
• 3.1 障礙物標(biāo)注34-35
• 3.2 障礙物檢測(cè)與規(guī)避35-41
• 3.2.1 障礙物檢測(cè)35-38
• 3.2.2 障礙物規(guī)避38-41
• 3.3 攝像機(jī)可見(jiàn)范圍概述41-43
• 3.4 拍攝目標(biāo)可見(jiàn)性分析與處理43-47
• 3.4.1 目標(biāo)可見(jiàn)性分析44-46
• 3.4.2 目標(biāo)不可見(jiàn)處理辦法46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-50
• 第4章 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析50-60
• 4.1 系統(tǒng)概述50
• 4.2 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析50-53
• 4.3 攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析53-59
• 4.3.1 攝像機(jī)規(guī)劃多樣性實(shí)驗(yàn)54-56
• 4.3.2 障礙物規(guī)避與目標(biāo)可見(jiàn)性實(shí)驗(yàn)56-57
• 4.3.3 攝像機(jī)規(guī)劃效果的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66-68
• 致謝68

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本文編號(hào)：860046