本文關鍵詞：基于特征的群體造型建模方法研究

  更多相關文章： 群體動畫 角色建模 NURBS結構線 谷脊線 隱式曲面 網(wǎng)格模型簡化

【摘要】：近年來，隨著動漫發(fā)展的日新月異，計算機群體動畫受到了更多的重視，已成為三維動畫的熱門。計算機群體動畫定義為在計算機環(huán)境中，對遵守相同行為規(guī)則的具有智能的一群獨立個體的模擬。由于具有準確、智能以及操作性強的特點，計算機群體動畫已經(jīng)在動漫動畫、大型網(wǎng)絡游戲制作、交通管理、人群疏散和災難逃生等方面取得了很好的效果。群體動畫需求的增多對其技術的要求也越來越高，設計出一套高效的制作方法及制作工具成為當務之急。 雖然傳統(tǒng)的群體動畫制作技術創(chuàng)作了許多優(yōu)秀的動畫片，但其存在一些缺陷，如群體角色造型單一，多樣性差；創(chuàng)作動畫片的效率低，成本高；創(chuàng)作的動畫片占用空間大，實時處理速度慢。 在群體動畫的創(chuàng)作過程中，需要設計一種方法來輔助動畫設計師通過電腦快速高效地生成新穎獨特且容量小的三維群體造型。 本文提出基于特征的群體造型建模方法，將模型的NURBS結構線及谷脊線特征用于群體造型建模，并基于谷脊線特征對模型進行簡化。 （1）提出一種基于特征的群體造型建模方法。 “特征”體現(xiàn)在兩個方面。第一，基于細粒度的特征劃分，根據(jù)不同部件的特征對其進行劃分，進而采用適應其特征的建模方法；第二，基于特征的層次化建模，根據(jù)NURBS結構線與谷脊線的不同點將其分別用于輪廓建模與細節(jié)建模。 （2）提出一種基于NURBS結構線進化和組裝的群體造型輪廓建模方法。 該方法的操作對象為一個復雜模型，操作過程是對其NURBS結構線進行變形，操作結果是生成形態(tài)各異的復雜模型群體。首先將復雜模型分成不同的部件，然后對每個部件應用遺傳算法生成部件庫，最后對部件庫中的每個部件應用微粒群算法組裝生成形態(tài)各異的復雜模型群體。 （3）提出一種基于谷脊線特征的交互式群體造型細節(jié)建模方法。 該方法的操作對象是較精細的模型部件，操作過程是對其谷脊線特征進行變形，操作結果是生成細節(jié)各異的模型。首先提取精細模型的谷脊線，然后對谷脊線進行變形，最后更新模型。 （4）提出一種基于谷脊線特征的三維網(wǎng)格模型簡化方法。 該方法的操作對象是網(wǎng)格模型，操作過程是進行網(wǎng)格模型簡化，操作結果是生成占用空間小的隱式曲面模型。首先利用基于隱式曲面的方法獲得網(wǎng)格模型的特征點，然后利用基于緊支持基函數(shù)的方法得到隱式曲面模型。 實驗結果表明：本文提出的輪廓建模方法適用于復雜模型的群體造型，可以高效生成輪廓多種多樣的復雜模型群體；本文提出的細節(jié)建模方法對模型的谷脊特征進行操作，不僅過程高效，而且生成的模型在細節(jié)上表現(xiàn)出更多的多樣性，，彌補了輪廓建模的不足；本文提出的網(wǎng)格模型簡化方法在更好的體現(xiàn)褶皺、尖角、鑿痕、邊界等重要特征的同時提高模型的壓縮比，且生成的隱式曲面模型比網(wǎng)格模型具有更高的光滑度和逼真度。
【關鍵詞】：群體動畫 角色建模 NURBS結構線 谷脊線 隱式曲面 網(wǎng)格模型簡化
【學位授予單位】：山東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 目錄4-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 研究背景及意義10-11
• 1.3 三維動畫造型設計面臨的問題11-12
• 1.4 論文的主要工作及創(chuàng)新點12
• 1.5 組織結構12-16
• 第二章 相關工作16-22
• 2.1 引言16
• 2.2 群體造型研究現(xiàn)狀16-18
• 2.3 三維網(wǎng)格模型簡化研究現(xiàn)狀18-19
• 2.4 遺傳算法研究現(xiàn)狀19-21
• 2.5 NURBS 結構線研究現(xiàn)狀21
• 2.6 谷脊線研究現(xiàn)狀21
• 2.7 本章小結21-22
• 第三章 基于特征的群體造型建模系統(tǒng)22-26
• 3.1 引言22
• 3.2 ACIS/HOOPS 介紹22-23
• 3.3 OPENGL 介紹23-24
• 3.4 基于特征的群體造型建模系統(tǒng)介紹24-26
• 第四章 基于 NURBS 結構線的三維模型輪廓建模方法26-32
• 4.1 引言26
• 4.2 NURBS 結構線介紹26-28
• 4.3 基于遺傳算法的 NURBS 結構線變形28-29
• 4.4 基于微粒群算法的部件組合29-30
• 4.5 方法實現(xiàn)及實驗結果30-31
• 4.6 本章小結31-32
• 第五章 基于谷脊線特征的交互式三維模型細節(jié)建模方法32-40
• 5.1 引言32
• 5.2 谷脊線介紹32
• 5.3 基于隱式曲面的谷脊線提取方法32-34
• 5.3.1 隱式曲面擬合33
• 5.3.2 曲率估計33
• 5.3.3 脊點追蹤33-34
• 5.3.4 脊頂點連接34
• 5.3.5 閾值34
• 5.4 谷脊線特征的變形34-35
• 5.5 更新模型35
• 5.6 方法實現(xiàn)及實驗結果35-39
• 5.7 本章小結39-40
• 第六章 基于谷脊線特征的三維網(wǎng)格模型簡化方法40-50
• 6.1 引言40-41
• 6.2 基于谷脊線獲取模型特征點41
• 6.2.1 提取谷脊線41
• 6.2.2 獲取脊線附近的點41
• 6.3 基于緊支持基函數(shù)的多級模型恢復方法恢復模型41-44
• 6.3.1 非特征點的取隨機點41
• 6.3.2 恢復成隱式曲面41-44
• 6.4 方法實現(xiàn)及實驗結果44-49
• 6.5 本章小結49-50
• 第七章 總結與展望50-52
• 7.1 總結50
• 7.2 展望50-52
• 參考文獻52-56
• 攻讀碩士學位期間的主要成果56-58
• 致謝58-59

【參考文獻】

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本文編號：1124735