基于几何结构的2.5D卡通建模

摘要

随着计算机图形图像处理技术的发展与成熟,开始出现了许多计算机辅助2D卡通动画制作的相关技术,这些技术大体可以分为两类:一类是在传统2D卡通动画的制作流程中,用计算机辅助某些步骤,如卡通角色的绘制,中间帧的制作等;另一类技术颠覆了传统的制作过程,通过3D建模、非真实感渲染等技术直接生成2D动画,省去了逐帧绘制的过程。这两类技术各有优势与不足,本文结合两种技术的优势,提出了一种基于几何结构的2.5D卡通建模方法。
　　本文不讨论变形算法本身,而是通过分析变形的对象——卡通图形本身隐含的几何结构,预测其在某些操作下合理的变形效果,然后用变形算法呈现这些效果:在2D动画中,一个卡通形象本身隐含有几何结构,论文将卡通形象定义为由“卡通元素”构成的“卡通对象”,并使每个卡通元素只隐含一个简单的几何结构,如平面结构,长方体结构,球体结构或者圆柱体结构。论文首先分析不同简单几何结构转动或者视角变换时,其投影在2D平面上的变化规律,然后利用这些投影的变化规律计算相应结构的卡通元素的变形,最后各个卡通元素的变形结果组合起来了,得出卡通对象的整体变形结果,即卡通形象在动画中一帧画面上的图形。
　　本文详细地分析了平面、长方体、球体和圆柱体这些简单几何结构转动时投影的变化规律,设计了用这些规律实现相应结构的卡通元素伪3D转动效果的算法,并给出了相应的实验结果证明算法的可行性。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2论文内容及创新点

1.3论文组织结构

第二章 2.5D卡通建模相关研究概述

2.1早期的2.5D卡通建模技术

2.2与3D建模结合的2.5D卡通建模技术

2.3专注于实现伪3D效果的2.5D卡通建模技术

2.4电子游戏中的2.5D技术

2.5透视投影

第三章 基于几何结构的2.5D卡通模型

3.3卡通元素

3.4卡通对象

3.5基于几何结构的2.5D卡通模型

3.6编辑卡通形象

第四章 单个卡通元素的变形规律

4.1平面结构卡通元素

4.2长方体结构卡通元素

4.3球体结构卡通元素

4.4圆柱体结构卡通元素

4.5其他结构卡通元素

第五章 卡通元素及卡通对象之间的相对关系

5.1图层的操作

5.2卡通元素及卡通对象之间的距离

5.3卡通元素及卡通对象之间的遮挡

第六章 总结与展望

6.1论文工作总结

6.2未来工作展望

参考文献

致谢