收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

计算机动画中的若干关键技术研究

史红兵  
【摘要】: 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。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 金秀慧;伊连云;付莹莹;牟世刚;;基于通用运动学模型的移动机器人避障路径规划[J];机械工程师;2005年12期
2 刘先恩;赵学敏;李岩;郝伟;闫连柱;赵瑞超;;基于多传感器的移动机器人路径规划[J];计算机工程;2008年08期
3 汤士华;李硕;吴清潇;李一平;张奇峰;;一种基于视觉的水下机器人动力定位方法[J];海洋工程;2006年02期
4 王会勇;谷志峰;刘兵;;一种移动机器人的运动控制方法研究[J];现代电子技术;2007年22期
5 邵桂芳;李祖枢;于芳;;多模态控制在机器人路径规划中的应用[J];计算机工程与应用;2008年20期
6 刘海;郭小勤;;吸尘机器人控制系统设计[J];现代电子技术;2009年12期
7 李云;朱理;;虚拟装配系统的技术与实现[J];微计算机信息;2006年03期
8 汪伟;罗飞;蒋梁中;祁亨年;;基于双目立体视觉的机械手精确定位系统[J];微计算机信息;2007年20期
9 徐顺清;何坚强;;视觉机器人作业路径规划系统[J];信息化纵横;2009年18期
10 张和芬;;谈建立我国学位论文检索体系[J];图书馆理论与实践;1992年02期
11 ;关于推荐2008年CCF优秀博士学位论文的通知[J];软件学报;2008年08期
12 ;关于推荐2008年CCF优秀博士学位论文的通知[J];微电子学与计算机;2008年08期
13 ;关于推荐2008年CCF优秀博士学位论文的通知[J];小型微型计算机系统;2008年08期
14 蔡林沁;梅涛;罗志勇;;智能虚拟人Agent行为建模与运动控制[J];华中科技大学学报(自然科学版);2008年S1期
15 ;关于推荐2009年CCF优秀博士学位论文的通知[J];计算机应用;2009年08期
16 ;关于推荐2009年CCF优秀博士学位论文的通知[J];微电子学与计算机;2009年08期
17 ;关于推荐2009年CCF优秀博士学位论文的通知[J];计算机应用;2009年09期
18 ;关于推荐2009年CCF优秀博士学位论文的通知[J];微电子学与计算机;2009年09期
19 ;关于推荐2009年CCF优秀博士学位论文的通知[J];计算机应用研究;2009年08期
20 ;关于推荐2009年CCF优秀博士学位论文的通知[J];小型微型计算机系统;2009年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张一璐;蒋静坪;;FMS环境中的自主式移动机器人系统[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
2 马玉林;闫庆辉;付宜利;;复杂障碍环境下轮式移动操作机路径规划算法[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
3 彭刚;黄心汉;黄振宇;吴涛;伍翼;高健;杨涛;熊有伦;;基于传感器的移动机器人运动控制[A];2004中国机器人足球比赛暨学术研讨会论文集[C];2004年
4 王学先;霍伟;;移动机器人路径跟踪的临时路径方法[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
5 侯来永;谢欲晓;孙启良;;针对骨盆稳定性及运动控制能力的训练对偏瘫患者步行能力和步态的影响[A];继往开来 与时俱进——2003年康复医学发展论坛暨庆祝中国康复医学会成立20周年学术大会论文集[C];2003年
6 朱磊;费敏锐;李佳骏;;Fira仿真足球机器人运动路径规划方法研究[A];2004中国机器人足球比赛暨学术研讨会论文集[C];2004年
7 杨泽青;刘丽冰;谭志洪;刘伟玲;;自适应遗传算法在柔性检测路径规划中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 魏书涛;刘宇;;短跑运动控制的环节互动动力学分析[A];第十三届全国运动生物力学学术交流大会论文汇编[C];2009年
9 刘杰;闫清东;;基于蚁群算法的移动机器人路径规划技术的研究[A];逻辑学及其应用研究——第四届全国逻辑系统、智能科学与信息科学学术会议论文集[C];2008年
10 申纯太;谭福生;;基于CompactRIO的家居监控机器人[A];2010中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 史红兵;计算机动画中的若干关键技术研究[D];浙江大学;2007年
2 许佳奕;交互式群组运动控制[D];浙江大学;2009年
3 陈少斌;自主移动机器人路径规划及轨迹跟踪的研究[D];浙江大学;2008年
4 倪慧;自主虚拟人关键技术的研究[D];天津大学;2007年
5 史恩秀;轮式移动机器人的运动控制及定位方法研究[D];西安理工大学;2006年
6 陈万米;小型足球机器人系统的实时控制及决策规划研究与实验[D];上海大学;2009年
7 唐日新;时间和空间信息在伸手拦截运动中的作用[D];浙江大学;2008年
8 李江昊;基于毫米级移动微机器人的微装配系统运动控制与路径规划研究[D];上海交通大学;2009年
9 章小兵;基于视觉和超声波传感器的地面移动机器人定位与路径规划研究[D];东南大学;2006年
10 虞晓菁;双上肢缺失残疾人足部运动控制的皮质重塑[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈宇;多维坐标结晶器内腔尺寸自动测量机的研制[D];合肥工业大学;2005年
2 付永前;移动机器人运动控制与路径规划研究[D];华中科技大学;2005年
3 伍龙军;MiroSot足球机器人决策子系统的研究[D];西华大学;2008年
4 周科;RoboCup小型组(F-180)足球机器人的运动控制和路径规划[D];浙江大学;2004年
5 王磊;移动机器人路径规划研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
6 陈皎;基于机器视觉的自主机器人路径规划研究[D];重庆大学;2009年
7 李艳;非完整移动机器人的路径规划与轨迹跟踪控制研究[D];长安大学;2010年
8 李魁星;基于信息熵遗传算法的舰船导航路径规划技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 隋玲玲;复杂未知环境下机器人路径规划算法研究[D];复旦大学;2010年
10 王迎春;一种球形月球探测机器人的机构设计与路径规划研究[D];北京邮电大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 田红 记者 胥茜;论文无创新 一票能否决[N];中国教育报;2005年
2 记者 欧阳春艳;全国百篇优秀博士学位论文评选揭晓[N];长江日报;2005年
3 王握文周珞晶 吴丹;11篇全国优秀博士学位论文的启示[N];科技日报;2008年
4 本报特约通讯员  汤宏;播撒创新的种子[N];解放军报;2006年
5 学位办;研究生院奖励优秀博士学位论文[N];中国社会科学院院报;2008年
6 徐宜军;哈工大博士学位论文实行匿名评议制度[N];新华每日电讯;2005年
7 周玲玲;2007年全国优秀博士学位论文评选结果公布[N];中国教育报;2007年
8 王曼;充分利用院图书馆特色文献信息资源[N];中国社会科学院院报;2005年
9 记者 王坤宁;国图馆藏博士学位论文陆续结集[N];中国新闻出版报;2007年
10 李大庆;中科院为今年留院博士启动研究工作[N];科技日报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978