計算機圖形學與角色群組仿真

前言
第1章 群組仿真相關技術概論
1.1 計算機圖形學
1.1.1 計算機二維圖形學
1.1.2 計算機三維圖形學
1.2 計算機動畫技術
1.3 虛擬現(xiàn)實技術
1.4 群組仿真技術
1.5 計算機圖形、圖像、虛擬現(xiàn)實、群組仿真之間的關系
1.6 群組仿真技術的應用實例
1.7 本章小結
第2章 群組仿真的關鍵技術
2.1 運動角色仿真流程
2.2 角色動作驅(qū)動技術
2.3 角色模型變形技術
2.3.1 傳統(tǒng)變形方法
2.3.2 最新的模型變形方法
2.4 角色快速繪制技術
2.5 圖形硬件加速技術
2.5.1 硬件加速機制
2.5.2 硬件加速的編程實現(xiàn)方法
2.5.3 GPGPU通用編程
2.6 本章小結
第3章 二維運動角色變形技術研究
3.1 相關工作
3.2 基于自適應網(wǎng)格的二維角色變形
3.2.1 自適應網(wǎng)格的原理
3.2.2 自適應網(wǎng)格的關節(jié)點旋轉(zhuǎn)角計算
3.2.3 自適應網(wǎng)格的構建
3.2.4.自適應網(wǎng)格的面積保持
3.3 二維角色變形的硬件加速
3.3.1 自適應網(wǎng)格的圖形硬件加速
3.3.2 相鄰自適應網(wǎng)格的無縫連接
3.4 基于自適應網(wǎng)格的二維角色變形算法實現(xiàn)
3.4.1 簡化骨骼標定
3.4.2 變形過程初始化
3.4.3 交互變形及渲染
3.5 二維角色變形關鍵代碼
3.5.1 角色關節(jié)點數(shù)據(jù)結構
3.5.2 角色動作驅(qū)動部分代碼
3.5.3 圖形硬件GPU加速接口程序代碼
3.6 實驗結果與分析
3.6.1 基于自適應網(wǎng)格的二維角色變形結果
3.6.2 自適應網(wǎng)格精細度對變形結果的影響
3.6.3 變形計算時間與網(wǎng)格精細度的關系
3.6.4 變形計算時間與角色個數(shù)的關系
3.7 本章小結
第4章 三維運動角色變形技術研究
4.1 相關工作
4.2 基于統(tǒng)一基礎模型的角色變形方法
4.2.1 規(guī)則網(wǎng)格的統(tǒng)一基礎模型構建
4.2.2 統(tǒng)一基礎模型的變形計算
4.2.3 統(tǒng)一基礎模型變形的表面積保持
4.2.4 基于統(tǒng)一基礎模型的細節(jié)保持變形
4.3 基于統(tǒng)一基礎模型的三維角色變形算法實現(xiàn)
4.4 三維角色變形關鍵代碼
4.4.1 主網(wǎng)格采樣算法
4.4.2 計算控制網(wǎng)格的放縮系數(shù)
4.4.3 面積保持網(wǎng)格的計算
4.4.4 各部分網(wǎng)格合并算法
4.5 實驗結果與分析
4.5.1 基于統(tǒng)一基礎模型的三維角色變形結果
4.5.2 變形計算時間與基礎模型精細度的關系
4.5.3 變形計算時間與原始模型頂點數(shù)的關系
4.6 本章小結
第5章 運動角色動作驅(qū)動技術研究
5.1 相關工作
5.2 骨骼角色運動控制技術
5.3 基于關節(jié)點旋轉(zhuǎn)角的動作遷移方法
5.3.1 基于關節(jié)點旋轉(zhuǎn)角的動作遷移原理
5.3.2 二維動作狀態(tài)的三維重建
5.3.3 以二維角色為目標的動作遷移
5.3.4 源角色與目標角色的關節(jié)點對應
5.3.5 關鍵動作狀態(tài)遷移
5.3.6 任意時刻的動作狀態(tài)計算
5.4 基于動作遷移的角色驅(qū)動算法實現(xiàn)
5.5 動作驅(qū)動關鍵代碼
5.5.1 目標模型關節(jié)點位置計算
5.5.2 中間幀計算算法
5.5.3 頂點數(shù)據(jù)計算
5.5.4 角色運動自動驅(qū)動算法
5.6 實驗結果與分析
5.6.1 基于動作遷移的角色驅(qū)動結果
5.6.2 動作驅(qū)動執(zhí)行時間的分析
5.7 本章小結
第6章 角色群組快速繪制技術研究
6.1 相關工作
6.2 復雜模型快速繪制技術
6.2.1 LOD繪制技術
6.2.2 基于圖像的繪制技術
6.3 基于動態(tài)紋理的運動角色繪制技術
6.3.1 大規(guī)模動態(tài)角色繪制的特點
6.3.2 動態(tài)紋理技術的原理
6.3.3 運動角色的動態(tài)紋理創(chuàng)建
6.3.4 基于動態(tài)紋理的角色繪制
6.3.5 運動角色繪制的硬件加速
6.4 基于動態(tài)紋理的角色繪制算法實現(xiàn)
6.5 大規(guī)模角色群組繪制關鍵代碼
6.5.1 從立點擴展成Billboard板的頂點
6.5.2 動態(tài)角色變形計算GPU加速程序
6.5.3 Billboard板頂點坐標計算GPU加速程序
6.5.4 程序運行計時功能函數(shù)代碼
6.6 本章小結
第7章 大規(guī)模角色群組場景仿真方案
7.1 基于動態(tài)紋理的大規(guī)模角色群組仿真結果
7.2 角色群組仿真速度與角色數(shù)量的關系
7.3 角色群組仿真速度與角色種類數(shù)的關系
第8章 群組仿真技術在森林場景中的應用
8.1 當前的森林場景仿真方法
8.2 基于圖像變形的單株樹木變形方法
8.3 基于群組仿真技術的森林場景繪制方法
8.4 基于群組仿真技術的動態(tài)森林仿真算法實現(xiàn)
8.5 大規(guī)模動態(tài)森林場景仿真關鍵代碼
8.6 實驗結果與分析
8.6.1 基于群組仿真技術的動態(tài)森林繪制結果
8.6.2 動態(tài)森林仿真速度與樹木數(shù)量的關系
第9章 總結與展望
9.1 本書的工作總結
9.2 進一步研究與展望
參考文獻