三維圖形引擎中實時角色動畫關鍵技術的研究與實現(xiàn).pdf

1、三維圖形引擎是計算機硬件和軟件開發(fā)的最新技術，實時性，交互性以及強大的漫游功能是其主要特點。三維圖形引擎目前在很多領域內(nèi)都有很廣泛的應用，如軍方的模擬實戰(zhàn)系統(tǒng)以及三維網(wǎng)絡游戲等。角色動畫是三維圖形引擎中一個重要組成部分，在虛擬現(xiàn)實，電子游戲，甚至是傳統(tǒng)的動畫制作軟件中都具有很重要的作用，實時角色動畫是評價圖形引擎好壞的一個重要標志。 關節(jié)動畫經(jīng)過20多年的發(fā)展，取得了長足進步，特別是基于運動捕捉生成的正向運動學關節(jié)動畫。運動捕捉

2、技術從本質(zhì)上改變了動畫制作的方法，縮短了動畫制作時間，但其缺少靈活性的特點，使得在對運動數(shù)據(jù)進行重用的時候，必須對數(shù)據(jù)進行編輯。反向運動學(IK)與正運動學相反，它是在給定角色模型的末端骨骼的位置和方向后，計算出各關節(jié)的位置與方向。通過反運動學算法，可以僅使用單個骨骼控制整個角色產(chǎn)生動畫，不過反向運動學算法比較復雜，所以當前研究方式是將正向運動學和反向運動學結(jié)合起來。骨骼蒙皮動畫技術是三維動畫領域的一項比較高級的技術，在影視制作、動態(tài)仿

3、真等領域起著重要的作用。本文較為深入的研究了三維圖形引擎中角色動畫的幾種實現(xiàn)技術，通過分析幾種方法的優(yōu)缺點，給出了基于反向運動學的關節(jié)動畫解決方案和骨骼蒙皮動畫的實現(xiàn)方案。在骨骼蒙皮動畫的實現(xiàn)中運用了基于屬性的網(wǎng)格優(yōu)化技術和采用硬件支持的方式，并在此基礎上給出利用現(xiàn)有的動畫序列產(chǎn)生新動畫的動畫混合方法。通過實現(xiàn)表明，采用此動畫技術的角色動畫，充分利用了現(xiàn)有動畫技術的幾項優(yōu)點，具有逼真、生動的顯示效果，同時具有良好的實時性，而且具有良好的