骨骼動畫技術(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、角色動畫是計算機(jī)動畫技術(shù)的一個重要組成部分,也是計算機(jī)圖形學(xué)的一個重要分支。角色動畫在離線渲染環(huán)境下和實時渲染環(huán)境下都得到了廣泛的應(yīng)用。在實時渲染環(huán)境下,主要應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實,游戲,甚至是建模軟件,動畫制作軟件?，F(xiàn)在,隨著計算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展,特別是帶有硬件加速功能的顯卡性能的提高,實時渲染的角色動畫技術(shù)得到了較快的發(fā)展且被廣泛的應(yīng)用。
　　 在實時計算領(lǐng)域,為了保證用戶的視覺體驗,要求計算機(jī)每秒鐘生成的圖像數(shù)目在20幀以上。骨骼

2、動畫技術(shù)的實時性、靈活性、以及逼真性使得它廣泛應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實、教育、電子娛樂等領(lǐng)域。
　　 本文研究了實時角色動畫技術(shù)中得到最廣泛應(yīng)用的骨骼動畫技術(shù),及其與可編程圖形硬件技術(shù)的結(jié)合,以及該技術(shù)中的頂點變形算法。首先從實踐的角度出發(fā)全面分析了骨骼動畫技術(shù)的原理及實現(xiàn)過程,并設(shè)計了一個骨骼動畫引擎框架,提出了完整的解決方案。并引入了網(wǎng)格子對象的概念,從而大大提高骨骼動畫的靈活性。之后在該框架內(nèi)研究了骨骼動畫的擴(kuò)展應(yīng)用技術(shù),如動畫混合

3、、平面陰影以及單個骨骼子節(jié)點控制等。之后針對于通用性非常強(qiáng)的OpengGL,繪制平臺,利用OpenGL提供的可編程管線,使用GLSL,編寫shader程序來做骨骼動畫相關(guān)運算,釋放該平臺下CPU的工作壓力,從而可以大大提高骨骼動畫在該平臺的效率,借以提高其平臺下最為重要的游戲運行參數(shù)--幀率。最后,針對骨骼動畫的事實上的標(biāo)準(zhǔn)算法--矩陣線性混合算法本身存在的缺陷,詳細(xì)分析了塌陷、包裹紙效應(yīng)的產(chǎn)生原因,并利用對偶四元數(shù)算法進(jìn)行改進(jìn)。對偶四