三維動漫游戲人物角色仿真技術(shù)

前言

現(xiàn)代動漫游戲產(chǎn)業(yè)是借助于IT（軟件、網(wǎng)絡(luò)）等高技術(shù)手段，設(shè)計、生產(chǎn)、銷售和傳播具有文化、藝術(shù)、娛樂價值的動畫、漫畫、游戲及其衍生產(chǎn)品的新興產(chǎn)業(yè)。在目前的國際動漫產(chǎn)業(yè)中，歐、美、日、韓呈爭先態(tài)勢。英國數(shù)字娛樂產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值占GDP的7．9％，已成為該國第一大產(chǎn)業(yè)。美國的網(wǎng)絡(luò)游戲業(yè)已經(jīng)連續(xù)4年超過好萊塢電影業(yè)，成為全美最大的娛樂產(chǎn)業(yè)。日本動畫業(yè)年產(chǎn)值在國民經(jīng)濟中占第六位，動畫產(chǎn)品出口值遠遠高于鋼鐵。2007年，全球數(shù)字內(nèi)容產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達2800億美元，與動漫游戲、動畫業(yè)相關(guān)的周邊衍生產(chǎn)品產(chǎn)值則在6000億美元以上。近年來，我國數(shù)字娛樂產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，2003年全國動漫游戲產(chǎn)業(yè)總收益已超過電影業(yè)。北京、上海、廣東、浙江、湖南等地的動漫游戲產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對較快，同時，國家級的動畫產(chǎn)業(yè)基地也相繼建立。但對比國際動漫游戲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，我國動漫游戲產(chǎn)業(yè)只是剛剛起步。本書針對目前動漫游戲開發(fā)過程中的共性關(guān)鍵技術(shù)，將項目組積累五年多的研究成果整理出來，希望能夠起到拋磚引玉的作用。書中論述重點共分為如下三個部分：三維動漫游戲人物人頭及表情仿真技術(shù)。人物人頭技術(shù)包括計算機圖形學(xué)，基于OpenGL的MFC編程技術(shù)，人體解剖學(xué)，立體視覺理論。表情模擬技術(shù)包括建立完整的人頭模型，特定人頭模型的生成，表情分析模塊，表情生成模塊，幾何模型的光滑與光順處理模塊，光照效果處理與紋理映射模塊，人臉表情動畫模塊。三維動漫游戲人物人體及運動仿真技術(shù)。三維人體合成技術(shù)利用動態(tài)參數(shù)化人體建模，建立適用于人體運動模型系統(tǒng)和虛擬服裝試衣系統(tǒng)的人體三維模型。運動仿真技術(shù)根據(jù)人體運動控制的實際操作，分為人體骨骼建模，人體運動控制，運動路徑規(guī)劃以及骨骼蒙皮。

內(nèi)容概要

本書針對目前動漫游戲開發(fā)過程中具有共性的關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)，將項目組積累五年多的研究成果整理出來，分三個部分進行闡述。三維動漫游戲人物人頭及表情仿真技術(shù)：三維人臉表情動畫技術(shù)，基于混合模型的人臉表情模擬，三維發(fā)型設(shè)計研究。三維動漫游戲人物人體及運動仿真技術(shù)：基于特征的三維人體曲面模型重構(gòu)，三維虛擬人運動人體建模實現(xiàn)，虛擬人運動骨骼蒙皮實現(xiàn)，虛擬人運動路徑規(guī)劃研究，虛擬人運動模擬實現(xiàn)。三維動漫游戲人物服裝仿真技術(shù)：三維衣片網(wǎng)格劃分研究，衣片放置及服裝紋理的研究，布料動態(tài)模擬實現(xiàn)，衣片與人體碰撞檢測及響應(yīng)研究，三維虛擬服裝試衣系統(tǒng)。　　本書可作為高校動漫游戲及相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生的教材，也適用于動漫游戲公司的中、高級開發(fā)人員閱讀參考。

書籍目錄

前言第一章　三維人臉表情動畫技術(shù)　　1.1　緒論　　1.2　系統(tǒng)縱覽及相關(guān)理論概述　　1.3　數(shù)據(jù)模塊　　1.4　構(gòu)造模塊　　1.5　控制模塊　　1.6　顯示模塊　　1.7　結(jié)淪　　參考文獻　第二章　基于混合模型的人臉表情模擬　　2.1　緒論　　2.2　人臉表情動畫技術(shù)回顧　　2.3　人臉的解剖學(xué)基礎(chǔ)　　2.4　三維人臉模型的建立　　2.5　人臉紋理圖的合成與模型的紋理映射　　2.6　基于混合模型的人臉網(wǎng)格變形研究　　2.7　人臉表情模擬系統(tǒng)的功能設(shè)計與實現(xiàn)　　2.8　總結(jié)與展望　參考文獻第三章　三維發(fā)型設(shè)計研究　　3.1　緒論　3.2　三維發(fā)型設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計　　3.3　三維發(fā)型設(shè)計系統(tǒng)功能　3.4　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　參考文獻第四章　基于特征的三維人體曲面模型重構(gòu)　4.1　緒論　4.2　基于人體特征線的軀干曲面成型理論研究　　4.3　軀干曲面成型的系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)　4.4  系統(tǒng)展示　4.5  總結(jié)與展望　參考文獻第五章　參數(shù)化三維人體建模研究　5.1  緒論　5.2  人體簡介　5.3  系統(tǒng)設(shè)計　5.4  建?！?.5  結(jié)論　參考文獻第六章　虛擬人運動骨骼蒙皮實現(xiàn)　6.1  緒論　6.2  系統(tǒng)的總體設(shè)計　6.3  系統(tǒng)的詳細設(shè)計　6.4  系統(tǒng)的實現(xiàn)結(jié)果　6.5  結(jié)論　參考文獻第七章　虛擬人運動路徑規(guī)劃研究　7.1  緒論　7.2  人體步行路徑規(guī)劃概述　7.3  啟發(fā)式搜索技術(shù)　7.4  A路徑搜索算法　7.5  A算法的模擬與實現(xiàn)　7.6  總結(jié)與展望　參考文獻第八章　虛擬人步行模擬實現(xiàn)　8.1  基于人體步行的研究　8.2  Body模型與Biped骨骼的綁定　8.3  模擬人體走路運動中各關(guān)節(jié)關(guān)鍵幀的設(shè)置　8.4  其他動畫　8.5  Cal3D瀏覽器的導(dǎo)入　8.6  結(jié)論　參考文獻第九章　三維衣片網(wǎng)格劃分研究　9.1  緒論　……第十章　衣片放置及服裝紋理的研究　第十一章　布料動態(tài)模擬實現(xiàn)第十二章　衣片與人體碰撞檢測及響應(yīng)研究第十三章　三維虛擬服裝試衣系統(tǒng)

章節(jié)摘錄

插圖：3．徑向基函數(shù)插值在特定人臉模型生成中的應(yīng)用一般人臉模型中，在一些特定區(qū)域，特征點分布比較密集，如眼睛和嘴巴處的特征點；而另一些區(qū)域中的特征點分布比較稀疏，如額頭和后腦勺處的特征點。對于這種特征點分布不均勻的情況，徑向基函數(shù)插值結(jié)果很難保證臉部某些區(qū)域變形的精確性和平滑性，且當(dāng)特征點數(shù)目較大時計算量較大。多步徑向基函數(shù)插值算法可以很大程度上解決這個問題。盡管單步徑向基函數(shù)算法存在一些缺點，但其作為人臉變形的一個普遍的方法仍被廣泛采用。相比于多步徑向基函數(shù)算法，單步徑向基函數(shù)算法原理簡單，計算量小，而且在特征點數(shù)據(jù)不是非常集中于某一小區(qū)域的情況下，計算結(jié)果是令人滿意的。在能夠體現(xiàn)人臉明顯特征的前提下，盡可能均勻地分布人臉特征點，并以這些特征點作為約束點利用單步徑向基函數(shù)插值的方法對一般人臉模型進行變形，產(chǎn)生特定的人臉模型。如圖2．14所示。

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《三維動漫游戲人物角色仿真技術(shù)》由科學(xué)出版社出版。

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