基于球素的模型与建模方法 ——动画角色造型技术的研究

论文摘要

在三维动画领域,三维动画角色造型技术已成为影响动画制作效率和成本的重要因素,也成为制约动画业发展的一个瓶颈,所以,有必要对三维动画角色造型技术进行改进和发展。三维动画角色造型技术包括曲面模型技术和层次模型技术,它们都以骨骼技术为基础,但在具体应用中存在许多不足。本人结合工作实践,在对国内外三维动画角色造型技术研究的基础上,提出基于球素的模型技术。本文从原理与方法两个维度,对基于球素模型的结构技术与变形技术进行研究,基于球素的模型在结构技术上除了使用球素层次结构外,引入了球素网格结构;在变形技术上,除继续使用骨架变形技术外,添加了物理变形技术和引力球变形技术。基于球素的模型包含建模的思路和方法,其构建过程称之为基于球素的建模。基于球素的建模技术实现了从面向几何的建模向面向角色、面向主题建模的转变,并且在物理变形技术的基础上提供了方便直观的画笔工具,让建模者得心应手,易于操作。无论是从理论层面还是从实践层面讲,本文都具有一定的创新性,从理论上讲,首先提出了基于球素的模型概念,它将结构技术、变形技术以及建模技术融为一体,实现了结构化建模,不必象过去那样先建模再结构化。其次,基于球素的建模,作为结构化建模,是对已有建模方式的重大发展,因为它不仅提高了建模的速度,而且赋予模型以“生命”,意味着模型只要建一次,就可以在整个动画情节中使用。从应用实践层面上讲,基于球素的模型及其结构化建模思想,实现了动画制作思想的有意义的转变,即从面向帧和图片到面向动画要素,包括动画背景、灯光、音乐和动画角色。它也改变了传统的线性、一步到位的动画制作模式,赋予动画制作迭代循环的新特点。它提高了动画制作的效率,降低了动画制作的成本,它提高了动画制作的自动化程度,降低了手工劳动的成分。论文框架结构如下:前言 提出问题,以实践为基础,提出论文研究的内容与方法。第一章 分析动画三维角色造型技术的发展现状,并做理论上的概括和总结。第二章 分析动画实践的发展和变化,提出这些新变化对动画技术的新要求。第三章 从结构技术和变形技术两个维度提出球素模型技术的原理。第四章 对基于球素的建模思想与建模方法进行研究。第五章 基于球素模型的技术实现,即对基于球素模型的两个关键部分的技术实现进行论证与展示。第六章 对基于球素的模型技术特点进行总结,并对其应用前景进行展望。

论文目录

• 论文摘要
• Abstract
• 前言
• 一、问题的提出
• 二、实践基础
• 三、研究方法
• 四、研究内容
• 第1章 动画角色造型技术的发展状况
• 1.1 骨架技术介绍
• 1.2 三维动画角色模型
• 1.3 三维动画角色造型技术
• 第2章 动画制作实践的发展和要求
• 2.1 动画制作实践的发展特点
• 2.2 要求与规定
• 第3章 基于球素的模型
• 3.1 球素的概念、结构和蒙皮
• 3.2 球素概念的辨析和基于球素的模型
• 3.3 基于球素的模型的结构化技术
• 3.4 基于球素的模型的变形技术
• 第4章 基于球素的建模技术
• 4.1 面向几何建模方式的问题
• 4.2 物理变形方法
• 4.3 基于球素的建模方法
• 第5章 关键部分的实现
• 5.1 球素层次结构的实现
• 5.2 物理变形的实现
• 总结与展望
• 参考文献
• 后记