新-第8章-計(jì)算機(jī)動畫技術(shù)-預(yù)覽頁
【正文】 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) 第八章 計(jì)算機(jī)動畫技術(shù) 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) 計(jì)算機(jī)動畫概述 動畫的定義： ? 就是一組連續(xù)的圖像序列。 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) 一、計(jì)算機(jī)動畫歷史與現(xiàn)狀 計(jì)算機(jī)動畫技術(shù)可以看作計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的綜合應(yīng)用。 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與計(jì)算機(jī)動畫不同，計(jì)算機(jī)動畫屬于四維空間（三維加上時間），而計(jì)算機(jī)圖形學(xué)只限于三維空間。 （ 5） 80年代，研究動畫生成的關(guān)鍵參數(shù)插值法、運(yùn)動學(xué)算法和動力學(xué)算法等。 隨著 PC 圖形加速卡的性價比迅速提高，使得在基于 PC的微機(jī)工作站上制作動畫也能與在 SGI工作站上一樣得心應(yīng)手。 3）聲音節(jié)拍 動作必須與對話聲音相配合、協(xié)調(diào)一致。動畫攝影師把動畫系統(tǒng)通過拍攝依次記錄在膠片上 11）后期制作 編輯、剪接、對白、配音、剪帶等后期制作工序是必不可少的 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) 傳統(tǒng)動畫采用手工方法制作，精度差且效率低； 計(jì)算機(jī)動畫的實(shí)現(xiàn)，省去了繁雜的手工工序，使動畫片的生產(chǎn)效率提高了許多倍。 木偶動畫首先制作木偶、道具和場景，三維動畫首先 建立角色、實(shí)物和場景三維數(shù)據(jù)。 2）動力學(xué)算法：由力學(xué)方程確定物體運(yùn)動形式。 算法動畫 算法動畫由算法實(shí)現(xiàn)，一般適用于三維情形。 算法動畫 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) 一、旋轉(zhuǎn)的四元數(shù)表示 計(jì)算機(jī)動畫中常需對物體或角色進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作。 此外，矢量代數(shù)，實(shí)數(shù)、復(fù)數(shù)和矢量都可以看作是四元數(shù)的特例，它們可以在一起統(tǒng)一進(jìn)行運(yùn)算。 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) 四元數(shù)優(yōu)勢 ： 插值（ Interpolation）運(yùn)算 。 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) 采用什么方法來進(jìn)行插值運(yùn)算呢？ 通常采取的方法是進(jìn)行 球面線性插值 。 計(jì)算機(jī)動畫的關(guān)鍵技術(shù) 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) 二、碰撞檢測算法 算法分類： （ 1）基于時間域，可以分為靜態(tài)、離散和連續(xù)的碰撞檢測算法。 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) 包圍體技術(shù) 1976年由 Clark提出。 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) （ 1）可以靈活采用不同的包圍體來權(quán)衡效率與精度這一對矛盾； （ 2）不論采用何種包圍體，用于碰撞檢測的代碼結(jié)構(gòu)是類似的； （ 3）可用一個簡單的代價函數(shù) (Cost Function)對性能進(jìn)行調(diào)整、計(jì)算和比較。 包圍球間的相交測試比較簡單。 但是對于長條形的物體，包圍球的緊密性很差，建構(gòu)物體層次樹時會產(chǎn)生較多的節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)致大量冗余的包圍體之間的求交計(jì)算，因此，除非物體大量旋轉(zhuǎn)的情況之外，現(xiàn)在的動畫或者游戲當(dāng)中幾乎不會使用該方法。只要存在一個方向上的投影不重疊，那么它們就不相交。該算法采用分離軸定理（ Separate Axis Theorem）加快 AABB包圍體之間的相交檢測，同時又利用 AABB局部坐標(biāo)軸不發(fā)生變化的特性加速 AABB樹之間的碰撞檢測。 OBB包圍體的優(yōu)點(diǎn)是方向任意，緊密性好，能很好降低進(jìn)行相交檢測包圍體的數(shù)目，在一定程度上提高了算法的效率。 Klosowski等指出，對于適當(dāng)?shù)?k值，兩個 kDOP相交測試速度要比兩個 OBB的相交測試速度快一個數(shù)量級。 AABB和包圍球包圍物體不夠緊密，但它們層次樹更新快，可用于進(jìn)行變形物體的碰撞檢測。 計(jì)算機(jī)動畫的關(guān)鍵技術(shù) 計(jì) 算機(jī) 圖 形 學(xué) 運(yùn)動捕捉技術(shù) 利用運(yùn)動捕捉技術(shù)實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)動畫能夠比較真實(shí)和自然地表現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的物體運(yùn)動特征，并能有效表達(dá)演員們的個性化表演特點(diǎn)，因而被公認(rèn)為是高效獲取高質(zhì)量動作數(shù)據(jù)的有效方法之一，并已成為目前三維動畫制作的強(qiáng)有力的輔助工具。 在獲取到運(yùn)動捕捉的動作數(shù)據(jù)之后，用戶可以對其進(jìn)行編輯、修改等處理，或者就直接將其導(dǎo)入 3DS MAX、 MAYA、 MOTION BUILDER、 SOFTIMAGE XSI等 3D軟件中與角色模型進(jìn)行綁定，驅(qū)動角色作出動作，形成特定的骨骼動畫 （第九章有相關(guān)
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