當(dāng)前計算機技術(shù)迅速發(fā)展，計算機動畫在娛樂、電影、仿真等領(lǐng)域都有著極其廣泛的應(yīng)用。人物發(fā)型和動物的毛發(fā)對動畫的真實感有著極其重要的影響，吸引了越來越多的研究。雖然頭發(fā)的模擬非常重要，而且已經(jīng)有了大量的研究，但是三維發(fā)型設(shè)計和效果展示現(xiàn)在依然是一個挑戰(zhàn)。本文主要內(nèi)容包括頭發(fā)建模、發(fā)型設(shè)計、碰撞檢測與碰撞處理、發(fā)型渲染等。 本文設(shè)計并且實現(xiàn)了一種可支持多種發(fā)型的框架，給出了一種改進(jìn)的渲染方法，加速了發(fā)型在復(fù)雜燈光條件下渲染，并且能夠在圖形硬件的支持下獲得更快的速度。 本文采用了發(fā)線模型來表示頭發(fā)，使用了流體力學(xué)的原理對發(fā)型進(jìn)行造型，模型的結(jié)構(gòu)簡單，支持多種發(fā)型，并且能夠比較精確地進(jìn)行碰撞檢測，能合理地處理碰撞反應(yīng)。在頭發(fā)的渲染方面，使用了Kajiya-Kay的經(jīng)典毛發(fā)光照模型對發(fā)型進(jìn)行渲染，同時高效地模擬了頭發(fā)的自陰影，采用了陰影圖(shadow map)技術(shù)。本文對常用的渲染方法進(jìn)行一點修改，將光照分解為并行于X，Y，Z軸方向的三個分量，然后對這三個分量分別進(jìn)行光照運算，更真實地體現(xiàn)出了毛發(fā)的自陰影效果，能大大提高復(fù)雜光照條件下的計算效率，并且能夠用硬件實現(xiàn)并行計算，可以進(jìn)一步提高效率。 算法實現(xiàn)是使用了openGL作為開發(fā)工具，具有較好的可移植性，算法簡潔，效率高，能在普通的硬件配置上，實現(xiàn)高質(zhì)量的發(fā)型設(shè)計和渲染輸出。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：TS974.21
【部分圖文】：

圖l一3Yuyizhou等人利用流體力學(xué)繪制頭發(fā)動畫效果發(fā)型合成一般是通過使用力場來對頭發(fā)進(jìn)行約束，從而最終形成一個理型。日一勾瓦大學(xué)的Paseazvolino和NadiaMagnenat一Thazmannlg]提出了一個FD繪制頭發(fā)動畫的算法。該方法很新穎，能夠支持復(fù)雜的發(fā)型動畫。、悅卜憂;偉飛禽蘿�！啊�;奄卜春l土下4.叮，。未丁l于落衣奮走五畏萬勢厄腐夢了二。

本文中采用了 Byoungwonehoe和Hyeony一 seokKol’7]等人提出的約束模型，本文實現(xiàn)了兩種約束:一種是點約束，一種是線約束。圖3一 1ByoungwonChoe和Hyeony一SeokKo等人使用約束生成的發(fā)型3.1.1點約束點約束定義了一個球形空間，落在球形空間中的指定的粒子，均受到一個指向球中心的力。點約束的可用一個二元組來描述。點約束:C(p(x，y，z)，r)P:是一個向量，代表點約束C的位置R:是一個正浮點數(shù)，表示訣點約束的影響范圍對于一個點約束C(只r)很容易判斷一個點是否處于點約束的作用范圍內(nèi)。令V(x，y

3點約束
【相似文獻(xiàn)】

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1 段文慧;發(fā)型設(shè)計及效果展示算法的研究[D];浙江大學(xué);2007年

2 田超;多發(fā)型頭發(fā)實時繪制算法的研究[D];浙江大學(xué);2006年

3 劉鏹;火焰和頭發(fā)的動態(tài)模擬算法研究[D];燕山大學(xué);2006年

4 馮彩芬;三維頭發(fā)建模與仿真[D];西安電子科技大學(xué);2008年

5 倪世貴;個性化服裝擬人模特頭部建模研究[D];溫州大學(xué);2011年

6 張黎;真實感三維頭發(fā)的建模及動態(tài)模擬算法研究[D];浙江大學(xué);2010年

本文編號：2849335