3D骨骼动画自由连接算法研究与实现

近年来,随着计算机物理硬件性能的提升以及3D图形图像技术的不断进步,骨骼动画技术得到了空前发展,应用场景也扩展到游戏、影视、虚拟现实等更广泛的领域。通过分析Unity3D引擎骨骼动画系统,提出了骨骼动画自由连接算法,并设计1套基于该算法的骨骼动画自由生长方案。该方案可应用于展现动物随机多样性、进化以及自由生长过程,将大幅度减少模型和动画制作的成本。

基于三维结构的骨骼动画技术在二维动画中的应用

动画造型的运动控制是二维动画由传统手绘向计算机辅助制作转变过程中的重点、难点问题之一。针对这一问题,研究分析三维骨骼动画技术的数据结构和运动原理,并将其应用到二维动画制作过程中,同时结合二维动画的数据特点,提出三维骨骼和二维图形之间的绑定方法,实现基于三维骨骼的二维动画过程。应用结果表明三维结构的骨骼动画技术能够有效提高二维动画制作效率和动画质量。

基于骨骼动画的注射机三维仿真

提出了采用骨骼动画模型来描述注射机零部件及其运动仿真的方法,阐述了骨骼动画模型实现注射机三维仿真的原理,并给出了具体的实现方法,开发了基于此方法的注射机仿真实例系统。

骨骼动画在仿真中的应用

以骨骼动画技术为基础的人物动画已广泛应用在各种虚拟场景系统中,是提高虚拟场景逼真性的有效方法。简单介绍虚拟人动画的实现方法,并以此为基础叙述骨骼动画技术在战场环境仿真系统的应用过程和具体实现方法;探讨提高人物动画绘制速度的方法,提出动画LOD的概念;对虚拟人动画在战场环境仿真中的应用及其影响做分析。

正向运动学和关键帧系统的骨骼动画引擎实现

游戏角色动画—骨骼动画创作流程分为生成骨架、骨架运动、蒙皮等步骤。本文以这个流程为主线,讲述了一种基于正向运动学和关键帧系统的骨骼动画引擎的实现。

从SSE到OpenCL:多核CPU上骨骼动画并行算法对比研究

拥有高精度蒙皮和复杂骨骼绑定关系的骨骼动画,渲染时存在很大的性能瓶颈。以往研究采用GPU加速动画,但高端GPU成本过高,而中低端GPU的通用计算性能有时不如高端CPU。为充分挖掘算法在多核CPU上的执行性能,弥补中低端GPU通用计算性能的不足,提出了基于Open CL的针对指令和线程的新兴集成并行方案,并与基于SSE结合Open MP针对指令和线程的传统独立并行方案展开对比。实验结果表明,在多数CPU和多种复杂度的数据上,基于Open CL的新兴并行方案的性能明显高于基于SSE的传统并行方案,并且性能优势随着数据复杂度的增加而提升。

四元数在关键帧骨骼动画中的应用

在关键帧骨骼动画中,中间帧的生成效果直接影响着动画的自然流畅程度。生成中间帧的方法有线性插补法和高次多项式拟合法等。由于人体的骨骼关节之间存在着连带关系,且关节的旋转角度受到约束,对人体的关键帧姿态进行插值不同于一般物体。本文在建立人体骨骼模型的基础上,采用四元数方法对给定的关键帧进行插值生成中间帧,并对生成结果做简单的分析。

运用开源骨骼动画引擎实现人物动作

本文介绍了使用开发源代码骨骼动画引擎Cal3D实现人物动作运动控制的方法,详细介绍了从基础动画数据组织到程序编制及控制的整体过程。

三维人体骨骼动画自动合成方法研究

传统的人体骨骼动画制作方法是参考真实人体骨骼运动过程中各关节点的坐标位置变化轨迹,确定关键帧与插值帧模型,再进行必要的编辑处理,这需要大量的专业领域知识以及复杂的交互规则,人力物力成本高。为解决上述问题,提出了一种在给定任意两个人体骨骼动作数据作为首尾帧的条件下,自动合成完整三维人体骨骼动画序列的方法。方法由基于卷积自编码网络的骨骼动画特征提取模型和双线性插值与卷积相结合的插值帧自动合成模型两部分组成。随机从Mocap数据库中抽取两帧人体动作数据作为模型的输入,可以自动生成三维人体骨骼动画。文中方法与传统插值帧生成方法相比,具有较好的动作趋势转折信息的预测和还原能力,提升了动画系统的交互效率以及智能水平。

基于骨骼动画的坦克履带运动实现

针对视景仿真中坦克履带动画实现问题，首先在3dsmax里制作了履带骨骼动画模型文件，然后导出成包含动画信息的collada文件格式，最后在图形引擎中通过3D开源函数库Assimp来执行动画。实验结果表明，基于骨骼动画的坦克履带方法能满足视景仿真的需要，具有广阔的应用前景。

基于BVH驱动的OGRE骨骼动画

OGRE游戏引擎中的角色动画将模型与骨骼文件进行映射。若想在不借助第三方建模软件重新制作模型和动画的基础上更改现有模型的动作,获取与模型匹配的骨骼数据成为一个难题。提出了一种将标准BVH动作文件解析为XML文件的方法,生成与OGRE模型匹配的骨骼文件,将来源广泛的BVH文件作为动作数据,极大地丰富了OGRE角色动画。实验结果证明,转换后的BVH可以与OGRE中的模型融合起来,从而驱动模型。

基于iPhone平台的骨骼动画研究与实现

针对目前iPhone平台上只支持无碰撞检测的网格动画和基于图片调用的帧动画的现状,提出了一种新的基于iPhone平台的具有碰撞检测的骨骼动画实现方法。将关节动画与网格动画相结合,生成具有光滑皮肤的逼真骨骼动画。并采用iPhone平台上所使用的SIO2引擎对骨骼动画的数据进行调度和运算,把骨骼动画数据转化为SIO2引擎的物体格式,最后以60帧每秒的速率不断更新数据,从而在iPhone平台上实现了具有碰撞检测功能的骨骼动画。实验结果表明,该方法可以实现具有很强的真实感的动画效果,并继承了SIO2引擎的碰撞检测功能。实现和增强了iPhone平台上骨骼动画及其交互功能。

浅析ORGE引擎的骨骼动画

讨论在3D环境下,利用Ogre引擎的骨骼动画,来高效简便地实现角色动作。

基于可编程图形处理器的骨骼动画算法及其比较

骨骼动画相对于之前的动画方法具有占用空间小的优点,但是其代价是计算量的增加,从而导致绘制效率的降低。另一方面,近年来可编程图形处理器技术在计算机图形处理领域已得到广泛研究。因此,提出了基于可编程图形处理器实现骨骼动画的方法,采用了最先进的可编程处理管线。使用多种不同的方法在可编程图形处理器中实现了骨骼动画,并对其性能进行了分析与比较。该方法借助可编程图形处理器强大的计算能力,分担了骨骼动画中的顶点更新的计算任务,从而大大提升了骨骼动画的绘制效率。

数字皮影戏骨骼动画技术的研究与应用

为了提高数字皮影动画的真实性以及实时性,降低数字皮影动画制作难度,对数字皮影模型构建进行了抽象和简化,并根据数字皮影动画中的造型特点将抽象骨骼进行编号、分类处理,并设计出适用于数字皮影动画的骨骼模型;在此基础上,提出了一种对解算过程进行改进的二维逆运动学问题解决方法。结合实例,对模型和算法进行了仿真分析,实验结果表明,该方法有效的降低运算成本,并提高动画控制的实时性。

利用OSG三维图形渲染引擎实现的骨骼动画

动态实体模型是虚拟场景的重要组成部分,骨骼动画是表达虚拟场景中动态实体行为的主要技术。提出了一种虚拟场景中三维模型骨骼动画渲染的策略,即采用第三方软件建立三维动画模型,基于Cal3D动画控制机制,使用OSG三维图形渲染引擎对虚拟场景中运动的三维模型进行模拟。在Vis Forest软件的基础上,集成了骨骼动画渲染方法,解决了动物在虚拟地表上"踏空"的问题,扩展了动态实体在虚拟环境中的行为模拟。以梅花鹿和大象为例,逼真地模拟了动物在虚拟环境中的奔跑和行走的过程,模拟过程中动作衔接比较自然。

数字骨骼动画在皖南皮影戏中的应用

作为数字动画制作中的核心技术,骨骼动画在皖南皮影戏中的应用研究是一项重要课题。通过对具体实例分析,展现了皮影骨骼动画的制作技术与实现过程,证明将现代数字动画技术与古老的皮影动画艺术相结合,是传承与保护皖南皮影戏较为行之有效的办法。

一种采用CUDA的骨骼动画阴影实时仿真方法

针对骨骼动画中阴影计算耗费时间较大的问题,提出基于CUDA平台的阴影实时仿真方法.利用OPENGL的扩展特性和硬件的图形处理单元GPU的并行计算能力,对大量图形数据进行并行计算,可以加速骨骼动画顶点的矩阵变换以及阴影体的计算.实验结果表明,该方法可以获得很好的加速比,效率提高明显.

基于可编程GPU的骨骼动画

骨骼动画与以前的动画方法相比,具有占用空间小等优点。但是其代价是计算量的增加,从而导致绘制效率的降低。另一方面,近年来可编程GPU技术在三维图形处理领域已得到广泛研究。因此,提出了一种基于GPU实现骨骼动画的方法。该方法借助GPU强大的计算能力,分担了骨骼动画中的顶点更新的计算任务,从而大大提升了骨骼动画的绘制效率。

基于VTF的海洋生物骨骼动画系统设计与实现

针对现有的大多数骨骼动画数据格式读取解析效率低和顶点着色器的特性导致GPU性能受到限制的问题,提出海洋生物骨骼动画的数据管理和绘制两方面整体性优化设计方案。数据上采用FBX文件格式,经过数据预处理转换成特定的数据格式;绘制上采用基于VTF(Vertex Texture Fetch)技术的GPU加速算法,通过将骨骼矩阵、权重和偏移量预创建成纹理来减少CPU与GPU之间的通讯次数;最终实现海洋生物的骨骼动画仿真系统。