从故事到动画片——全过程计算机辅助动画自动生成

论述了作者提出并实现的全过程计算机辅助动画自动生成技术,即从用自然语言书写 的故事开始,直至最终生成动画,每一步都是在计算机辅助下完成的,这是一种新的基于人工智 能的动画生成技术.文中还分别从自然语言理解、故事理解、动画设计和生成、规划、动画知识 库、常识处理几个方面对该技术进行阐述.     

群体动画中路径自动规划方法研究

为了在制作群体动画时产生逼真的运动路径,在群体运动的模拟中设计了碰撞检测和碰撞避免的方法,并基于微粒群算法和人工蜂群算法提出了群体动画路径自动规划方法.仿真实验表明;该方法能够实现群体动画运动路径的自动设计,提高了群体动画的制作效率.     

手机3D动画中基于导演知识库的摄像机规划

基于全过程计算机辅助动画自动生成技术构建的手机3D动画自动生成系统的最终目标是实现短信内容自动动画化.摄像机规划作为传达动画主题的直接方式,是手机3D动画自动生成系统的关键环节,并已经在系统中建立了完整的定性和定量规划流程.本文在现有相关理论研究的基础上,归纳总结摄影领域的通用性规则,利用语义网本体语言构建摄像机导演知识库,并基于导演知识库完成了摄像机定性规划的两层规则推导,最终实现手机3D动画自动生成系统中摄像机规划的自动生成.     

基于改进萤火虫算法的动态自动聚集路径规划方法*

针对群体动画中自动聚集场景的特点及现有方法中存在的计算代价高、行为单一、逼真程度不够、缺乏涌现特征的不足,提出了基于改进萤火虫算法的群体动态自动聚集路径规划方法。在群体自动聚集过程中,不但无须提前指定聚集目标点,而且根据外界环境的动态变化,自动寻找最优的聚集目标点。通过该方法可以为每个粒子生成运动路径,并能保证每次生成的聚集路径不完全一致,使制作的群体动画体现出群体运动的涌现特征,有效地提高群体动画的逼真效果。通过所开发的动态自动聚集路径规划系统有效地模拟群体聚集行为,验证了本方法的可行性和有效性。     

手机短信3D动画中摄像机规划的自动生成

手机短信3D动画自动生成系统,依托于全过程计算机辅助动画自动生成技术,将发送方短信分析理解后自动生成一段对应主题的三维动画并发送给接收方.摄像机是表现动画主题的关键方式,其拍摄的效果好坏直接影响场景动画的表达内容的主题.本文从定性规划和定量规划两个部分,结合手机动画的特点,对系统中摄像机的拍摄方案进行设计.利用本体库对摄像机属性与拍摄方案进行刻画,采用规则推理的方法,针对不同主题的场景,获取其中关键的拍摄目标,并且采取不同的拍摄手法与镜头组合方式,然后将定性描述信息转换为图形学数据进行定量计算与参数赋值,最终实现计算机辅助下摄像机规划的自动生成.     

基于二维隐曲线的动作补间新算法

参数曲线广泛应用于计算机动画,隐曲线在计算机动画中的应用也越来越受到重视.主要研究了二维隐曲线在动作补间技术中的应用,提出了一种新的二维隐曲线动作补间算法-速度插值算法.在算法中,隐曲线用于指定动画对象的运动路径.速度曲线用于描述动画对象的速度与时间关系,结合运动路径和运动速度,速度插值技术用来生成与速度相关的插值序列.同时,在Matlab中实现了算法.仿真结果表明,按算法生成的动作补间动画自然逼真,且算法具有交互性好、真实感强、普遍性高、稳定性高等特点.     

手机3D动画交互运动规划自动生成

人物运动规划对于表现动画主题方面有着突出的作用.当前手机短信3D动画自动生成系统只能进行单人运动规划,不具备人物交互运动规划自动生成这一功能.本文对此进行设计并实现,提出了一种基于三层动作识别和Kinesiology的交互规划方法,包括定性规划以及定量计算.采用基于语义网技术的规划方法结合动作知识建立交互动作本体库,通过情节推理,在定性规划阶段根据信息抽取的主题和模版来推出与短信内容相符的交互动作,最終在定量计算阶段确定动作执行双方的身体姿态以及规划交互双方的时空关系.经实验结果表明,本文所提出的规划能够使的动画中的人物完成较为复杂的交互动作.     

基于隐曲线的速度插值算法研究与实现

本文主要研究了隐曲线在行为动画中的应用,提出并进一步研究了隐曲线在行为动画中的任务指定作用.提出了基于隐曲线的速度插值算法.隐曲线用于指定行为动画的运动路径,速度曲线用于描述运动的时间分布.基于角色的运动路径和运动速度,速度插值技术生成与速度映射的插值位置点,进而通过逆向运动学技术,可以求解得到动画角色的骨架序列.同时对本文提出的隐曲线速度插值算法进行了实现和分析.通过设置不同的运动路径和速度曲线,速度插值技术可直观、快速地满足用户的具体要求创建不同的运动序列,且运动复用性强.     

一种基于粒子群算法的移动机器人路径规划方法*

针对结构化环境中移动机器人路径规划问题,提出一种基于粒子群的路径规划算法.该算法利用适应度函数描述环境约束及路径的距离信息,适应度函数通过神经网络计算;由路径节点构成粒子,通过混合粒子群算法进行寻优.最后,通过计算机仿真验证了该算法是合理的,并且可应用于机器人的实时导航.     

基于贝叶斯决策的无人机飞行路径自动规划方法

传统无人机飞行路径自动规划方法无法获取全部障碍物信号,使无人机飞行不能达到避障效果,导致飞行路线规划效果较差;为此提出基于贝叶斯决策的无人机飞行路径自动规划方法;无人机飞行路径自动规划硬件模块包含自动规划模块、动画演示模块、地图导航模块和数据导出模块,自动规划模块负责控制无人机飞行;动画演示模块使用240PRO型号的LEWITT声卡,为展示飞机飞行路线提供声音;LS-TM8N地图导航模块通过串口将射频信号发送到天线的输入端,再由数据导出模块导出并保存相关数据;基于贝叶斯决策原理,结合贝叶斯元胞蚁群算法,计算贝叶斯先验概率和后验概率,规划无人机飞行路径,获取最优路径;实验结果表明,该方法遇到静态障碍物捕获的避障信号在-28～30mV范围内波动,动态障碍物捕获的避障信号在-27～30 mV范围内波动,与实际障碍物信号波动范围一致,避障效果较优.     

基于人工蜂群算法的群体动画路径生成方法

大多数群体智能算法容易陷入局部最优,且收敛速度较慢。为此,将粒子群优化算法引入人工蜂群算法中,提出一种改进的路径生成算法NewABC,实现最优目标位置的选取及粒子个体的路径规划。将该方法生成的路径数据导入maya三维动画制作软件中进行仿真实验,结果表明,该方法生成的群体动画效果逼真,动画创作效率有较大的提高。     

基于改进群搜索优化算法的群体路径规划方法

针对群体动画中传统路径规划算法搜索时间长、寻优能力差等问题,提出一种利用群搜索算法进行多线程路径规划的方法。该方法首先将模拟退火算法引入到搜索模式中,克服算法易陷入局部最优的问题;其次,通过结合多线程和路径随机拼接技术,将算法应用到路径规划中。仿真实验表明该算法无论在高维还是低维情况下都具有较好的全局收敛性,能够很好地满足在复杂动画环境下路径规划的要求。     

基于八叉树建模的人工蜂群动态路径规划算法

针对群体动画路径规划过程中存在收敛速度慢、与环境的交互性差等问题,提出一种基于八叉树建模的人工蜂群路径规划算法.将环境以八叉树模型进行分解并存储,引入群体自适应机制,通过粒子适应度和环境编码信息寻找目标点,采用分层方式实现路径的动态规划.仿真实验结果表明,该算法能进行群体路径动态规划,在寻优性和收敛性上均有较好的性能.     

面向手机3D动画自动生成的空间分层布局规划

手机3D动画自动生成系统是将用户发送的短信,经过信息抽取、情节规划等一系列的处理,最终生成一段与短信内容相关的三维动画并发送给接收方这一过程.布局规划是系统的一个重要组成部分,其功能是将模型放置到场景的可用空间上.通过对布局问题的研究,本文提出了一种基于区域布局和模型布局的分层布局方法,其包括定性规划和定量计算两个部分,利用语义网技术建立分层布局知识库,基于规则的方法推导出分层布局定性规划方案,并对模型位置进行动态计算.最后,通过实验验证了分层布局规划的有效性和多样性,满足了自动生成系统对布局规划的要求.     

复杂环境中基于人工势场优化算法的最优路径规划

本文提出一种基于人工势场优化的路径规划方法.把人工势场的路径规划结果作为先验知识，对蚁群算法进行初始化，提高了蚁群算法的优化效率;另一方面，机器人的路径也同时得到优化，克服了人工势场法的局部极小问题．仿真实验结果表明，该方法在复杂环境中能有效地实现最优路径规划；并提供了一种把传统规划方法和统计优化相结合、提高规划效率的可行思路．