三维头发建模与仿真

论文摘要

头发的建模与仿真涉及到计算机图形学技术的各个方面,具有重要的研究价值,随着计算机应用技术的不断发展,应用范围日趋广泛,已经在计算机动画、电子游戏、电影电视制作等领域扮演重要角色。本文对三维头发的建模与仿真进行了研究,主要完成了以下四方面的工作:第一,读取从Poser中导出的dxf格式头部模型数据并进行处理,消除顶点的重复存储;采用关键点法将头部网格模型分为头发生长区域和非生长区域;并对头发生长区域进行网格简化,减少网格顶点和三角形面,从而在不影响显示效果的前提下,减少了计算量,提高了仿真速度。第二,利用B样条曲线的反算算法对悬臂梁模型生成的数据点进行反算从而求得控制顶点,运用deBoor-Cox算法模拟关键头发曲线;以关键头发为脊线,以B样条曲线为截面曲线,运用蒙面算法生成头发簇。采用B样条方法进行头发建模使生成的关键头发和头发簇在形状上易于调整和控制。第三,综合运用α图和混色方法定义头发纹理,并运用纹理贴图对头发进行渲染。第四,以Visual C++6.0为平台运用OpenGL技术进行编程,对文中提出的算法进行计算机仿真,实验结果证明了算法的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景和研究意义
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 论文主要内容及安排
• 第二章 B样条曲线曲面造型
• 2.1 B样条曲线曲面
• 2.1.1 B样条曲线
• 2.1.2 B样条曲面
• 2.1.3 deBoor-Cox算法
• 2.1.4 B样条曲线曲面的性质
• 2.2 B样条曲线曲面反算
• 2.2.1 B样条曲线曲面反算的意义
• 2.2.2 B样条曲线的反算
• 2.2.3 B样条曲面的反算
• 2.3 蒙面算法
• 2.4 小结
• 第三章 头发生长区域的选取和网格简化
• 3.1 头部模型的数据导入
• 3.1.1 CAD图形标准数据交换格式—dxf格式
• 3.1.2 头部模型数据读取与处理
• 3.2 头发生长区域的选取和网格简化
• 3.2.1 网格模型简化方法概述
• 3.2.2 头发生长区域的选取
• 3.2.3 头发生长区域网格简化
• 3.3 小结
• 第四章 三维头发建模
• 4.1 头发模型分析
• 4.1.1 头发的特性
• 4.1.2 头发的形状
• 4.1.3 头发簇
• 4.2 头发建模
• 4.2.1 关键头发建模
• 4.2.2 头发簇建模
• 4.3 头发模型算例
• 4.4 小结
• 第五章 三维发型仿真
• 5.1 发型设计
• 5.2 纹理贴图
• 5.3 OpenGL简介
• 5.4 仿真结果
• 5.5 小结
• 第六章 结束语
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果