前言第1章 群组仿真相关技术概论1 1.1 计算机图形学1 1.1.1 计算机二维图形学2 1.1.2 计算机三维图形学4 1.2 计算机动画技术7 1.3 虚拟现实技术8 1.4 群组仿真技术9 1.5 计算机图形、图像、虚拟现实、群组仿真之间的关系11 1.6 群组仿真技术的应用实例12 1.7 本章小结16第2章 群组仿真的关键技术17 2.1 运动角色仿真流程18 2.2 角色动作驱动技术20 2.3 角色模型变形技术21 2.3.1 传统变形方法22 2.3.2 最新的模型变形方法24 2.4 角色快速绘制技术25 2.5 图形硬件加速技术26 2.5.1 硬件加速机制28 2.5.2 硬件加速的编程实现方法29 2.5.3 GPGPU通用编程30 2.6 本章小结31第3章 二维运动角色变形技术研究32 3.1 相关工作33 3.2 基于自适应网格的二维角色变形35 3.2.1 自适应网格的原理36 3.2.2 自适应网格的关节点旋转角计算37 3.2.3 自适应网格的构建38 3.2.4 自适应网格的面积保持41 3.3 二维角色变形的硬件加速43 3.3.1 自适应网格的图形硬件加速43 3.3.2 相邻自适应网格的无缝连接45 3.4 基于自适应网格的二维角色变形算法实现46 3.4.1 简化骨骼标定47 3.4.2 变形过程初始化48 3.4.3 交互变形及渲染48 3.5 二维角色变形关键代码48 3.5.1 角色关节点数据结构49 3.5.2 角色动作驱动部分代码49 3.5.3 图形硬件GPU加速接口程序代码51 3.6 实验结果与分析56 3.6.1 基于自适应网格的二维角色变形结果57 3.6.2 自适应网格精细度对变形结果的影响62 3.6.3 变形计算时间与网格精细度的关系64 3.6.4 变形计算时间与角色个数的关系68 3.7 本章小结72第4章 三维运动角色变形技术研究74 4.1 相关工作75 4.2 基于统一基础模型的角色变形方法77 4.2.1 规则网格的统一基础模型构建77 4.2.2 统一基础模型的变形计算79 4.2.3 统一基础模型变形的表面积保持81 4.2.4 基于统一基础模型的细节保持变形83 4.3 基于统一基础模型的三维角色变形算法实现85 4.4 三维角色变形关键代码85 4.4.1 主网格采样算法85 4.4.2 计算控制网格的放缩系数87 4.4.3 面积保持网格的计算88 4.4.4 各部分网格合并算法91 4.5 实验结果与分析92 4.5.1 基于统一基础模型的三维角色变形结果93 4.5.2 变形计算时间与基础模型精细度的关系95 4.5.3 变形计算时间与原始模型顶点数的关系96 4.6 本章小结98第5章 运动角色动作驱动技术研究99 5.1 相关工作100 5.2 骨骼角色运动控制技术102 5.3 基于关节点旋转角的动作迁移方法103 5.3.1 基于关节点旋转角的动作迁移原理104 5.3.2 二维动作状态的三维重建105 5.3.3 以二维角色为目标的动作迁移105 5.3.4 源角色与目标角色的关节点对应106 5.3.5 关键动作状态迁移107 5.3.6 任意时刻的动作状态计算108 5.4 基于动作迁移的角色驱动算法实现108 5.5 动作驱动关键代码109 5.5.1 目标模型关节点位置计算109 5.5.2 中间帧计算算法111 5.5.3 顶点数据计算113 5.5.4 角色运动自动驱动算法115 5.6 实验结果与分析116 5.6.1 基于动作迁移的角色驱动结果116 5.6.2 动作驱动执行时间的分析118 5.7 本章小结119第6章 角色群组快速绘制技术研究121 6.1 相关工作122 6.2 复杂模型快速绘制技术123 6.2.1 LOD绘制技术124 6.2.2 基于图像的绘制技术126 6.3 基于动态纹理的运动角色绘制技术127 6.3.1 大规模动态角色绘制的特点127 6.3.2 动态纹理技术的原理128 6.3.3 运动角色的动态纹理创建129 6.3.4 基于动态纹理的角色绘制130 6.3.5 运动角色绘制的硬件加速130 6.4 基于动态纹理的角色绘制算法实现131 6.5 大规模角色群组绘制关键代码132 6.5.1 从立点扩展成Billboard板的顶点132 6.5.2 动态角色变形计算GPU加速程序133 6.5.3 Billboard板顶点坐标计算GPU加速程序135 6.5.4 程序运行计时功能函数代码136 6.6 本章小结138第7章 大规模角色群组场景仿真方案139 7.1 基于动态纹理的大规模角色群组仿真结果140 7.2 角色群组仿真速度与角色数量的关系142 7.3 角色群组仿真速度与角色种类数的关系143第8章 群组仿真技术在森林场景中的应用145 8.1 当前的森林场景仿真方法145 8.2 基于图像变形的单株树木变形方法146 8.3 基于群组仿真技术的森林场景绘制方法148 8.4 基于群组仿真技术的动态森林仿真算法实现149 8.5 大规模动态森林场景仿真关键代码150 8.6 实验结果与分析151 8.6.1 基于群组仿真技术的动态森林绘制结果151 8.6.2 动态森林仿真速度与树木数量的关系152第9章 总结与展望154 9.1 本书的工作总结154 9.2 进一步研究与展望155参考文献157
· · · · · · (收起)