基于运动捕获数据的三维模型动画研究与实现

摘要

计算机动画作为计算机图形学与现代艺术相结合的产物，已经在影视、广告、游戏、医学等各个领域获得广泛应用。发展至今，常见的主要有三种类型：关键帧动画、物理驱动动画和数据驱动动画。无论哪种动画制作方法，都离不开角色模型和运动数据两个部分，每一段动画都始于对目标角色进行建模，都终于对运动数据的加载。
　　角色模型节点属性的复杂性使得建模过程繁琐低下，捕获设备成本高昂，且对环境要求过高，捕捉一个动作序列极为不易。人体结构本身的复杂性更使得制作一部自然逼真的动画成为一项耗时耗力的工作，即使借助动画制作软件，对模型和数据进行融合也要耗费大量的时间和精力。因此，了解模型文件和数据文件的格式，借助程序实现自动化融合过程成为了提高计算机动画制作效率的一条出路。
　　本文介绍了计算机动画的制作流程，针对其中最关键的模型文件和运动数据进行探讨解析，了解其文件中的数据存储格式和被调用方式。并依据二者相似的树形组织结构实现自动融合算法，减少该过程的繁琐工作量。最后编码实现仿真系统。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目标及内容

1.4 本文组织结构安排

2 相关知识介绍

2.1 计算机角色动画

2.2 人体骨架介绍

2.3 三维模型发展历程

2.4 运动捕获技术

2.5 OpenGL图形开发库

2.6 本章小结

3 运动捕获数据解析系统

3.1 BVH文件格式解析

3.2 BVH文件数据表示方法

3.3 系统总体框架

3.4 系统实现过程

3.5 系统功能介绍

3.6 本章小结

4 三维模型解析系统

4.1 FBX文件数据组织方式

4.2 系统总体框架

4.3 FBX SDK对FBX文件的处理过程

4.4 系统功能介绍

4.5 本章小结

5 融合系统

5.1 算法描述

5.2 算法实现

5.3 系统功能介绍

5.4 人工手动方法和自动融合系统的比较

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

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