文档介绍：中国科学院研究生院
博士学位论文
虑拟人建模与变形技术研究
姓名:左力
申请学位级别:博士
专业:计算机应用
指导教师:李***
20030611
摘要层次人体建模方法被许多追求精确建模的人体建模系统所采用。总结已有的虚拟人人体建模与变形技术,现有多层次人体建模方法计算复杂度大,虽然可以取得逼真的人体模时可以实现快速的人体运动仿真和变形。本文将人体分为骨架、肌肉和皮肤三个层次,【海梢栽诠亟谕淝备玫啬D庵宓奈恢帽浠佣岣呷颂逶硕D夂鸵云湮;本文提出了一种基于解剖学的人体肌肉层建模和快速变形的方法,在此基础上,实现了相应的建模工具。我们提出了轴控制曲线结合肌肉横截面以自动生成表面控制点的方法构造人体骨骼肌模型,肌肉模型的变形采用轴变形技术与横截面变形相结合的变形方法实现。建模人员使用建模工具可方便地构造和编辑人体各部位复杂的肌***。模骨骼模型和肌肉模型为基础,考虑了人体的解剖学结构并且适合人体运动时的快速皮肤变形模拟。提出建立内部各组织与皮肤顶点直接映射的方法,利用这种映射关系,在内快速的皮肤变形。这种映射关系通过一次表面顶点计算之后以较少的数据存放,以后的人脸动画研究是虚拟人建模与变形技术的重要组成部分。快速准确提取人脸运动图侨嗽诩扑慊煽瘴蔲虚拟环境械募负翁匦杂胄形L匦缘谋硎尽薄縖。虚拟人研究的最终目的是使虚拟人能够在任意需要它的虚拟场景中使用,以重构真实的世界【】。早在二十世纪七十年代,计算机图形学界的研究人员就开始了虚拟人相关的研究工作【“的技术在实际中的应用。文章介绍了作者在这些方面的工作以及取得的进展,包括人体建模与变形和人脸变形方面的工作,包括以下内容:嗖愦稳颂褰S肟焖俦湫逼真虚拟人的建模与快速变形是当前计算机图形学界最大的挑战之一。近年来,多型,但无法或很难实现抉速的变形。本文提出了基于解剖学且可快速变形的三维逼真人体建模方法。这种层次建模方法不仅可以根据人体的生理结构逼真地构造人体模型,同并分别对它们的建模与变形进彳亍了研究:人体骨架模型是虚拟人建模与人体运动生成所需的重要底层模型。文中讨论了颂骞羌苣P偷墓乖旆椒ú⒃诖嘶∩仙杓葡嘤Φ墓羌芙S氡嗉ぞ摺1疚奶岢了改进的关节模型表示方法,利用参数表面函数构造人体的椭球关节表面和双曲关节表础的更高层次模型的逼真性。型以实现在逼真显示的基础上实现实时变形。本文提出。种可快速变形的人体表***肤生成和表示方法。皮肤模型的生成以部模型变形的同时通过简单计算可以快速得到皮肤顶点的新的空间坐标位置,从而实现模型显示进行直接调用,这样就大大减少了模型的计算代价。像中人脸的变形参数,不仅有利于人脸运动图像的编码与传输和虚拟人脸运动生成,而夺文探索虚拟人建模与变形技术的新方法以及对原有方法的改进,以推广这一领域穗蚨缘谋渫问崛虚拟人騝虚拟人建模与变形技术研究:
关键词:虚拟人合成,动画,人体解剖,多层次人体建模,人脸动画且有利于人脸表情与唇部运动的认知。本文提出一种基于标注图像的人脸动画变形参数的获取方法,实现人脸变形参数的快速准确计算。并行多查询处理关键技术研究:摘要¨
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作者签名:右力翩签名:锄┛啊#声力关于论文使用授权的说明声明的研究成采。就我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其德久已经发表或撰写过酶磺究威祭。与我一其工作酶嗣志对本夏舅中国科学院计算技术研究所有权处理、保留送交论文的复印件,允许论文被瓷阅和借阅;并可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其它复制手段保存该论文。本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名:霞期:≯口。毒,甹
第一章绪论虚拟人騝侨嗽诩扑慊煽占槟饣肪中的几何特性与行为特性的表示”】【”。虚拟人的研究包含了许多学科的交叉,例如计算机图形学、数学、物理、解剖学以及心理学等学科。本章的第诮樯芰吮疚鞯难芯勘尘埃ㄐ槟馊搜芯康姆⒄估毯椭饕Sτ昧煊颍得餍槟馊搜芯康谋尘及其重要性;第谔岢隽诵槟馊私S攵芯克媪俚奶粽剑坏节介绍了本文工作的目的,概括性地介绍了主要研究内容和研究方法以及所取得的成果:⒄估虚拟人具有广泛的应用领域和重要的研究价值。第一个计算机生成的人体模型于年提出,由波音飞机公司的指导下完成,这个人体模型应用到盗运输机着陆时的座舱可视化模拟中,用来作为着陆信号指挥官指示标度信息。从飞行方向看,人体是由线条连接个点所组成的二维轮廓。后来模型得到逐步完善以满足模拟所需的逼真程度。第一个真正意义的虚拟人于年完成,用于波音突潜砻姘的概念学****模型由