新-第8章-計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)-全文預(yù)覽
【正文】 它是包含幾何對(duì)象且各邊平行于坐標(biāo)軸的最小六面體。對(duì)于兩個(gè)包圍球 (c1,r1)和(c2,r2)，如果球心距離小于半徑之和 |c1c2|≤r1+r2 則兩包圍球相交。 包圍體技術(shù)特點(diǎn)： 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) 基于層次包圍體的碰撞檢測(cè)算法根據(jù)包圍體類型的不同可以區(qū)分為： 包圍球體 AABB軸對(duì)齊包圍體（ Aligned Axis Bounding Box） OBB有向包圍體（ Oriented Bounding Box） kdop包圍體（ Discrete Orientation Polytope） QuOSPO包圍體 (Quantized Orientation Slabs with Primary Orientations) 凸塊層次包圍體 混合層次包圍體等等。 基本思想：用一個(gè)簡(jiǎn)單的幾何形體（即包圍體）將動(dòng)畫場(chǎng)景中復(fù)雜的幾何物體圍住，通過(guò)構(gòu)造樹狀層次結(jié)構(gòu)可以越來(lái)越逼近真實(shí)的物體。 （ 2）基于空間域，可以分為基于物體空間的碰撞檢測(cè)算法和基于圖象空間的碰撞檢測(cè)算法。 需要特別指出的是：在對(duì)四元數(shù)如 q q2進(jìn)行球面線性插值時(shí)，應(yīng)首先判斷一下它們二者之間的夾角，當(dāng)夾角 90度時(shí)，則計(jì)算 q1和 q2之間的球面線性插值，當(dāng)夾角 =90度時(shí)，則計(jì)算 q1和 q2之間的球面線性插值 （ 這相當(dāng)于在兩個(gè)方向間找尋最小的方向旋轉(zhuǎn) ）， 而判斷兩個(gè)方向間的夾角可以通過(guò)計(jì)算點(diǎn)積來(lái)實(shí)現(xiàn)。 進(jìn)行兩個(gè)四元數(shù)的插值運(yùn)算可以使程序計(jì)算出從同一個(gè)軸的一點(diǎn)到另一點(diǎn)的平滑且合理的路徑，以產(chǎn)生較為平滑的動(dòng)畫軌跡。 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) 一個(gè)四元數(shù)可以表示為： q = a + xi + yj + zk， 其中 i、 j、 k的關(guān)系如下： i2 = j2 = k2 = 1 i * j = k = j * i j * k = i = k * j k * i = j = i * k 一、旋轉(zhuǎn)的四元數(shù)表示 也可以簡(jiǎn)化 表示為 ： q=(W， V )= W+V， 其中 W = a， V = xi + yj + zk（ 實(shí)部 W是一個(gè)標(biāo)量 ， 虛部 V代表向量 ，i, j, k 稱為虛軸 ）， 盡管 V稱為向量 ， 但不要將其看成是典型的 3D向量 ， 它是 4D空間的 “ 抽象 ” 向量。 三維空間中的旋轉(zhuǎn)可用： 旋轉(zhuǎn)矩陣 歐拉角 四元數(shù)（ Quaternions） 等數(shù)學(xué)形式來(lái)表示 。 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) 算法動(dòng)畫是指按照物理或化學(xué)等自然規(guī)律對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制的方法、針對(duì)不同類型物體的運(yùn)動(dòng)方式，從簡(jiǎn)單的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到復(fù)雜的渦流、有機(jī)分子碰撞等，一般按物體運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜程度分為質(zhì)點(diǎn)、剛體、可變軟組織、鏈接物、變化物等類型、也可以按解析式定義物體。 3）反向運(yùn)動(dòng)學(xué)算法：已知物體末端位置和狀態(tài)，反求運(yùn)動(dòng)方程以確定運(yùn)動(dòng)形式。 三維動(dòng)畫具有很強(qiáng)的真實(shí)感和立體感。 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫立體感強(qiáng)，可以改變視角、視距、視野及景深，具有明暗光線變化和陰影，使物體產(chǎn)生不同灰度和顏色漸變以及逼真的光照，可以產(chǎn)生紋理質(zhì)感，這些特點(diǎn)與效果是傳統(tǒng)手工動(dòng)畫難以實(shí)現(xiàn)或不可能實(shí)現(xiàn)的。 4）關(guān)鍵幀 動(dòng)畫處理中關(guān)鍵幀（也稱原畫）由經(jīng)驗(yàn)豐富的動(dòng)畫設(shè)計(jì)者完成，通常由一個(gè)設(shè)計(jì)者完成某個(gè)角色。 當(dāng)前，商業(yè)動(dòng)畫軟件的功能越來(lái)越強(qiáng)，已經(jīng)能夠輕松制作出許多足以以假亂真的影視動(dòng)畫特技，這在《 侏羅紀(jì)公園 》 、 《 終結(jié)者 》 等電影中都得到了淋漓盡致的展現(xiàn)，觀眾已很難區(qū)分哪些是計(jì)算機(jī)生成的動(dòng)畫，哪些是模型制作的效果。 （ 6） 80年代末進(jìn)入 90年代后，多種不同動(dòng)畫軟件出現(xiàn)，如3DS， Animator等。 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) （ 2） 60年代期間，美國(guó)一些公司、研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)開發(fā)二 維動(dòng)畫系統(tǒng)，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)中間畫面制作（關(guān)鍵幀）和自動(dòng) 著色。 包括圖形生成（二維、三維）尤其是真實(shí)感圖形生成技術(shù)。計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) Computer Graphics 王汝傳 黃海平 林巧民 教材： 《 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 》 王汝傳等 編著 人民郵電出版社
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