网格动画编辑算法研究

论文摘要

基于网格表示的动画设计在诸多领域有着广泛的应用,如计算机视频游戏,三维动画电影,虚拟现实等。随着数字扫描仪的推广应用,网格业已成为表示和处理场景几何的标准方式,交互的网格动画的编辑成为近年来计算机图形学的研究热点之一。本文提出并实现了一个基于梯度域的网格动画编辑系统。我们首先实现并探讨了基于multi-level的编辑算法[1]。尽管该算法能满足大部分编辑要求,对于某些特殊模型的编辑效果并不理想。经过研究实验,我们提出了基于拉普拉斯方程的梯度域网格动画编辑新算法。算法采用关键帧编辑的思想,首先考虑用户对某些关键帧网络的几何约束,然后将这些约束传播到整个网格动画序列,从而产生满足用户编辑要求的新的网格动画。在关键帧编辑时,我们提出了交替最小二乘算法,充分利用子空间变形技术和两步线性法来获得高质量的编辑效果。同时,我们还提出了一系列实用技巧来帮助用户指定模型变化的约束条件,简化用户的编辑操作。实验结果表明,我们的网络动画编辑系统对各种场景都能快速获得令人满意的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 几何模型及其表示方法
• 1.2 网格动画编辑技术简介
• 1.2.1 Multi-Level网格编辑算法
• 1.2.2 拉普拉斯网格编辑算法
• 1.2.3 蒙皮（Skinning）动画编辑算法
• 1.3 研究目的和内容
• 第2章 基于 MULTI-LEVEL的网格动画编辑算法
• 2.1 算法流程
• 2.2 MULTI-LEVEL网格结构
• 2.2.1 Multi-level网格
• 2.2.2 细节向量
• 2.2.3 局部坐标系
• 2.2.4 网格重建
• 2.3 多分辨率网格编辑
• 2.3.1 编辑算法
• 2.3.2 局部约束
• 2.4 模型动画光顺
• 2.4.1 基本光顺算法
• 2.4.2 改进光顺算法
• 2.5 实验结果及不足
• 第3章 基于梯度域的网格动画编辑算法
• 3.1 设计目标
• 3.2 算法流程
• 3.3 算法简介
• 3.4 交替最小二乘算法
• 3.5 网格动画编辑
• 3.5.1 操作柄传播算法
• 3.5.2 控制网格传播算法
• 3.6 高阶编辑算法
• 3.6.1 脚印编辑
• 3.6.2 路径编辑
• 3.6.3 基于操作柄的运动合成
• 3.6.4 网格运动滤波
• 3.6.5 时空变形
• 3.7 总结讨论
• 第4章 总结和展望
• 4.1 本文的贡献
• 4.2 结果比较
• 4.3 未来的工作
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢