骨骼皮膚綁定技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著電影、游戲等娛樂產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步；其中，善于表現(xiàn)角色行為的骨骼皮膚動(dòng)畫技術(shù)作為目前應(yīng)用最廣泛的角色動(dòng)畫技術(shù)在科研和產(chǎn)業(yè)界一直是關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。骨骼皮膚綁定技術(shù)又稱為骨骼域變形技術(shù)(SSD)、蒙皮技術(shù)等，是骨骼皮膚動(dòng)畫的重要組成部分，決定著最后動(dòng)畫效果的真實(shí)感。 本論文從兩個(gè)方面對(duì)骨骼皮膚綁定技術(shù)進(jìn)行研究：第一個(gè)方面是對(duì)骨骼皮膚綁定過程的研究——即用運(yùn)動(dòng)(骨骼來承載)驅(qū)動(dòng)皮膚產(chǎn)生動(dòng)畫的詳細(xì)過程；

2、第二個(gè)方面是對(duì)骨骼皮膚綁定算法的研究——即在綁定過程中如何更新皮膚點(diǎn)的位置的方法。 綁定過程和實(shí)踐結(jié)合的比較緊密，通過借鑒相關(guān)軟件的操作流程，提出并實(shí)現(xiàn)了一套完整的骨骼皮膚綁定過程：包括骨骼皮膚數(shù)據(jù)匹配、對(duì)應(yīng)關(guān)系設(shè)定和權(quán)值計(jì)算、動(dòng)畫生成、效果檢測(cè)四個(gè)階段，并對(duì)其中每一個(gè)階段的動(dòng)機(jī)和意義進(jìn)行分析，解決了目前使用方法中的缺陷，提高了綁定效率。 綁定算法的發(fā)展經(jīng)過了從剛性綁定到以點(diǎn)綁定(VertexBlending)為代表的柔

3、性綁定再到以骨骼綁定(BonesBlending)為代表的柔性綁定三個(gè)主要的階段，隨著綁定效果的提高，計(jì)算復(fù)雜度也相應(yīng)增大，這樣新的算法就不易廣泛使用。在實(shí)現(xiàn)了上述各個(gè)階段代表性算法的基礎(chǔ)上，延續(xù)了骨骼綁定算法的思想并提出以空間復(fù)雜度換取時(shí)間復(fù)雜度的方法，改進(jìn)了其時(shí)間復(fù)雜度高的缺點(diǎn)。通過建立四元數(shù)索引表和四元數(shù)插值表，將實(shí)時(shí)的四元數(shù)的球面線性插值計(jì)算轉(zhuǎn)化為量化計(jì)算，經(jīng)過與其他改進(jìn)算法的比較(使用四元數(shù)的線性插值代替四元數(shù)球面線性插值)，