基于数据挖掘的语音驱动三维人脸动画合成

提出采用数据挖掘的概念，利用神经网络，聚类以及统计学方法从大量语音视频库中发现语音与唇动以及人脸表情之间的关联模型，并应用于语音驱动人脸动画合成中，本文提出的方法不仅可很好地解决语音与人脸动画的同步，同时还具有易训练，鲁棒性强，可扩展等特性，实验表明，基于数据挖掘技术的合成模型非常有效，极大地提高了动画人物的真实感和可信度。     

一种视频运动仿真方法

为提高计算机虚拟角色的动作自然性与协调性,提出了一种将视频角色动作迁移到虚拟角色以提高运动仿真真实感的方法.该方法将视频角色动作转换为骨骼动作序列;通过动作时间和状态同步将动作迁移到2D虚拟角色上,使两角色动作时间同步且在同一时间动作相同;使用基于曲线式骨骼的图像变形方法平滑变形2D虚拟角色,并使用GPGPU技术加速变形计算.实验证明,该方法可使用虚拟角色仿真视频角色运动,解决虚拟角色的动作生硬等缺陷,适用于基于视频的动画制作和拓扑结构相近的模型之间动作迁移.     

植物建模与动画合成研究

植物建模与动画合成在虚拟植物、三维动画、游戏制作等领域有广泛应用前景。全面总结植物建模与动画合成领域主要研究成果,对植物建模技术从分形及L系统方法、基于图像的方法、基于三维测量数据的方法 3个方面进行探讨,对植物动画合成技术从基于物理、基于过程、基于视频和基于数据驱动4个方面进行系统分析。对植物建模与动画合成领域需要进一步研究的若干问题进行探讨,并对未来发展趋势及研究方向进行展望。     

一种视频对象生成方法的研究与实现

提出了一种视频对象的自动生成方法。首先对当前帧进行全局运动估计和补偿 ,并和上一帧进行差分运算 ,然后采用模糊分类器自动检测出运动区域 ,再结合边界特征形成视频对象的二进制模型并生成视频对象。实验结果表明 ,该方法能有效地生成视频对象 ,具有较强的鲁棒性     

基于可逆序视频的视频纹理合成方法的研究

视频纹理是一种介于图像和视频之间的媒体,它的合成主要是通过不断重复视频片断实现的。如何发掘和表现视频中的可重复片断是合成中的一个关键问题,本文研究了视频中的可逆序现象,并基于这种现象构造一种新的基于渐变的视频纹理合成方法。试验证明对于一些可逆序播放的视频,这种方法能够合成已有合成方法所不能合成的视频纹理。     

基于MPEG-4的三维人脸动画实现方法

三维人脸动画技术可以应用于虚拟现实、虚拟主持人、虚拟会议、辅助教学、医疗研究、电影制作、游戏娱乐等很多领域。本文介绍了基于MPEG-4标准的人脸动画的工作原理,改进了MPEG-4中已知FAP(人脸动画参数)值和FaceDefTables(人脸动画定义表),计算FAP控制区内点的坐标的算法。最后提出了一种构造人脸动画定义表的方法。该方法的操作结合了自动计算和手工调整,最后实现了以FAP作为参数驱动的三维人脸动画。     

基于几何特征的人体运动捕获数据分割方法

运动捕获在虚拟仿真中被广泛使用,为了实现捕获数据的自动分割,提出了一种基于几何特征的分割方法,将人体运动数据分割为具有特定语义的运动片断,以及连接语义片断的过渡片断。首先选择一组几何特征,然后通过PCA法构造出用于分割的综合特征函数和对应的评价函数;最后对特征函数进行归一化、低通滤波和幅度跳变检测,检测出所有的语义片断,从而实现对运动数据的分割。实验表明,该方法具有较好的分割效果,有助于提高运动捕获的效率。     

基于关键视频帧跟踪数据的三维虚拟人动画

根据VRML中H-anim标准对虚拟人进行几何建模.在虚拟人文件导入过程中,利用有限状态机(FSM)对文件进行解释,为便于虚拟人的显示及控制,以树型数据结构表示虚拟人几何数据,完成了一个用于三维虚拟人动画的开发包VHASDK.建立了人体运动中世界坐标系及各关节点的局部坐标系,利用逆运动学计算出关键帧中人体各关节点相对于初始状态下的位移向量及旋转轴角,在虚拟人的动画过程中对关节点旋转采用四元教球形线性插值法进行平滑处理.最后完成了一个原型系统,采用多个虚拟人及多种人体运动方式进行了系统验证.     

一种基于UML的嵌入式设备驱动实现方法

由于嵌入式Linux系统中设备驱动软件体系结构和设备驱动之间关系复杂和依赖性强,仅从代码层面考虑设备驱动的开发,不但会增加开发的复杂度,而且不利于驱动程序的移植.为了能够正确的开发设备驱动程序,提出了一种设备驱动的UML(统一建模语言)建模分析方法.该方法使用UML首先对Linux中的相关设备体系建立结构模型,然后再建立设备驱动的功能模型、架构模型和动态行为模型.以嵌入式设备中电池管理芯片的驱动实现的过程为例,阐述了使用UML建模方法,达到简化驱动程序的设计与实现,提高驱动程序的可移植性,方便生成测试用例等目的.     

一种基于三维小波的视频水印空时算法

针对数字视频的版权保护,以及基于数字视频的信息隐藏,提出了一种基于三维小波的视频水印空时算法。它利用了视频场景镜头分割技术和三维小波变换的空时多分辨水印嵌入策略,以及根据最大似然准则的水印检测算法。针对视频的版权保护,作为版权标志的水印图像先用两个序列扩频预处理成一个图像序列,扩频后的水印图像序列自适应地嵌入到视频镜头的三维小波系数上。该基于三维小波域的水印策略充分利用了视频序列良好的空时多分辨特点,水印算法可靠。针对视频水印的几种特殊攻击,仿真实验证明了该算法具有很强的鲁棒性。     

三维地形中人体运动生成方法

给出了一种适应于三维地形的虚拟人体运动控制方法。首先提出了一种新的足迹生成方法，然后以足迹作为约束，基于简化的三段运动模型，分别用不同的方法生成各部分运动：用曲线拟合身体质心运动轨迹；采用增加约束条件的逆运动学方法生成下肢运动；采用正向运动学插值方法生成上肢运动。综合人体的质心运动、下肢运动和上肢运动，合成了和谐的人体运动。最后，介绍了部分实现与实验结果。实验表明，该方法实时性好，逼真性高，适用于实现复杂三维地形环境中实时三维人体运动的生成与控制。     

虚拟人运动控制技术的研究

在参阅和分析了大量有关文献的基础上，对现有的各种实现虚拟人运动控制的方法进行了总结，特别是对当前广泛使用的参数化关键帧技术、基于物理的仿真技术、运动捕获技术以及运动编辑技术等，从理论到具体的实现等各个方面都作了详尽的剖析，并对各种方法的优缺点进行了分析，可为深入研究虚拟人的运动控制提供有益的参考。     

光学运动捕捉散乱数据处理的一种方法

阐述了一种适用于被动式光学人体运动捕捉散乱数据处理的方法,该方法基于模版匹配的原理,根据人体标示的特征点的局部相对刚性结构以及整体拓扑结构关系,利用刚性结构匹配、运动轨迹追踪、拓扑结构校验实现散乱数据的处理,从而得到人体运动参数及骨架拓扑结构。该方法解决了追踪算法在特征点重合时的追踪出错问题,处理方法经优化后数据处理过程能够满足运动捕捉的实时性要求,具备错误自动检测和纠正能力,处理过程无须人工干涉。     

图形学中的破碎模拟动画研究进展

作为一种常见物理现象,物体破碎的模拟在三维游戏、电影工业及虚拟现实等领域起着非常重要的作用。目前,破碎模拟动画的建模手段主要可分为基于物理的建模和基于几何的建模两类。从这两个方面全面系统阐述了图形学领域破碎模拟动画的研究现状,讨论和分析了这两种方法的优缺点,并对进一步的研究方向提出了看法。     

基于Direct3D逼真中国手语合成技术研究及应用实现

给出了一种基于Direct3D逼真的中国手语合成技术研究和实现方法.同时也提出了一种基于上下文相关的虚拟人手劳动作平滑算法.最后,将这些研究方法和虚拟人合成技术应用到奥运手语互动教学网页系统中并实现了该系统.     

基于流体动力学的实时角色动画运动特效

在快速的角色动画中,运动模糊技术经常用于产生梦幻般的人物运动效果,从而渲染设计者想要表达的气氛。长期以来,人们常用硬件或软件方法,仅通过简单的图像融合手段实现运动模糊。为了提供高标准的运动特效,基于全局光照的几何方法变得日渐亟需。但是,这样的计算开销对于实时渲染来说往往难以承受。在此,笔者提出了一种新的用于实时运动特效的几何技术。该方法还能结合流体动力学技术,构建一些沿着运动轨迹体而生成的特殊效果。为了避免每帧重复计算,以及为了突破轨迹生成的数据量限制,首先分解运动轨迹,然后引入多步几何渲染技术,实现几何模型的实例化,从而达到重复利用几何资源的目的。在渲染流程中,为了使该方法可以灵活地运用于各种流体效果之中,轨迹追踪的步骤和流体解析的过程是设计成独立的。由于该算法是建立在GPU几何着色的并行环境下,当达到影片质量级别的渲染效果时,它依然能够保证极高的计算效率,最终实现包括运动模糊等特效在内的场景实时渲染。     

基于模板匹配的人体运动捕捉数据处理方法

在光学式运动捕捉系统中,标记点往往会出现近似或对称的分布结构,这使得在对标记点进行识别时容易引起混淆。基于模板匹配的人体运动捕捉数据处理方法根据人体局部刚性结构把人体模板分割为多个子模板,使用空间仿射变换从运动捕捉数据中搜索与相应子模板误差最小的匹配点集作为最优匹配,并通过标记点跟踪实现对散乱数据的识别,解决了因标记点分布结构近似或对称而引起的混淆。对标记点缺失情况进行了重构。当出现错误匹配时系统能够自动检测并更正,整个过程无需人工干预。实验结果表明该方法能够正确识别标记点,标记点缺失情况重构效果比较理想,能够满足实时处理要求,证明了该方法的有效性。

Abstract：

In optical motion capture system,markers may be easily confused because of the approximate and symmetrical distributing structure.An approach based on template matching was proposed for the processing of human motion data.The human template was segmented to several rigid sub-templates by the local rigid structure.Matching point-set with least error was searched for each sub-template from the human motion capture data by affine transformation,and the scattered data was identified by point tracking.The ambiguity of identification was notability reduced.The missing data is reconstructed and when error matching is encountered the system is able to check and rectify them automatically.Manual intervention isn＇t necessary through the whole process.Experiment results indicate that this approach is able to identify the markers correctly,the reconstruction of the missing data is ideal and the processing is in real time.All these prove that the approach in this article is available.     

群体行为动画中认知角色的建模方法

针对群体动画中角色的行为选择（策略、目标、计划）过程,基于认知建模方法,提出了一种建立自主角色认知模型的新方法。通过在行为动画中引入“动物行为逻辑”的概念,给出了高层非确定性目标导向行为与低层确定性预定义行为相结合的协调控制方案,并以鱼群动画为例进行了仿真实验。仿真实验主要围绕捕食和逃避敌人展开的,其结果表明,此方法不仅使行为动画中的角色具备行为选择智能,且能较好的反映群体行为的真实性。     

多Agent虚拟环境中的行为建模及其动画表现

多Agent虚拟环境是由多个Agent复杂多样的行为交互作用组成的分布式虚拟环境,它要求能够产生具有高度的沉浸感、可交互的环境,特别是环境中Agent所表现出来的行为必须具有足够的真实感,这一要求充分体现在针对分布交互仿真领域的计算机生成兵力(CGF)的研究中。本文基于此,提出了一个多agent行为建模方法,它支持可重用、可扩展,同时行为动画易于实现。