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基本信息

作品名称:
角色动画实时运动和特效的渲染
大类:
自然科学类学术论文
小类:
信息技术
简介:

本作品的作者对实时角色动画运动特效进行研究,提出一种基于几何的新技术,并运用于本文所述的作品中。它能实现在3D空间中高质量地着色与渲染;并通过先进GPU的管线优势,将大部分计算并行起来,达到能与角色动画和复杂场景共同交互的高速实时渲染。本作品同时也借助当前流行的GPU通用计算功能来实现基于流体动力学的高级运动特效,实现角色运动与流体特效交互。

详细介绍:

当人们对于计算机模拟图像中的现实细节和艺术效果的追求越来越趋近完美时,运动模糊技术已经成为角色动画特效中不可或缺的部分。在各类环境快速移动的场景中,运动模糊技术都能产生更加真实的细节效果使得场景更加具有表现力。在GPU计算的帮助下,物体移动中的拖拽效果可以得到高效地计算,从而使实景镜头更加连贯、平滑。
使快速移动的场景更加真实一直以来都是运动模糊技术的宗旨。最初,它并不是以向3D空间中插入数据来实现的,取而代之的是将当前帧的画面和前一帧进行图像融合。在以往的流行工具DirectX 9和OpenGL 2.0中,全局运算的结果并不能满足所有的使用者:移动的物体和场景的背景经常被混淆在一起,导致图像质量下降;而且,效果的种类单一,很难达到广范围的灵活应用;更严重的是,它们的运算效率也并不是想象中的那么高。归结于这些因素,运动模糊效果技术不是想象中的那么炙手可热。
然而,自2007年DirectX 10和OpenGL 3.0以来的新标准,在图形管线中提供了新的工具——几何着色器。本作品中的技术可以利用GPU的几何着色程序来进行几何体的生成和图元变换。随着此类功能的加强与普及,基于几何的运动特效高效生成渐渐成为可能,并会在未来的各类相关应用中成为主流。
随着GPU硬件技术的发展,对GPU的可编程应用不再仅仅是图形绘制的计算。用于数值计算等通用性质计算功能的GPU可编程技术(GPGPU)日益盛行。本作品同时也借助GPU通用计算功能来实现基于流体动力学的高级运动特效。
因此,本文作者对实时角色动画运动特效进行研究,提出一种基于几何的新技术,并成功运用于本文所述的作品中。它能实现在3D空间中高质量地轨迹生成与渲染,生成各种运动特效,甚至还能结合流体动力学产生烟雾的高级特效;并通过先进GPU的管线优势,将大部分计算并行起来,达到能与角色动画和复杂场景共同交互的高速实时渲染。

获奖情况:

None 一等奖
1. "Real-time Motion Effect Enhancement Based on Fluid Dynamics in Figure Animation", ACM SIGGRAPH VRCAI 2011会议文集, 香港.
2. "A Skinning Method in Real-time Skeletal Character Animation",期刊:International Journal of Virtual Reality,由CASA 2011运动模拟工作站推荐, 成都, 2011年5月).
3. 《基于流体动力学的实时角色动画运动特效》,系统仿真学报(由11届中国虚拟现实大会推荐,北京,2011).

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