發(fā)布時間：2023-06-03 09:19

　　在計算機圖形學(xué)領(lǐng)域中,虛擬人的運動生成和仿真是一個重要的研究方向,虛擬人技術(shù)可以應(yīng)用于游戲開發(fā)、電影特效制作以及手術(shù)模擬等工作中,具有非常重要的應(yīng)用和研究價值。然而在這些應(yīng)用中,虛擬人不僅需要準(zhǔn)確地完成動作,還需要與復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行實時的交互,與此同時,保證虛擬人動作生成的高效性和真實性。在此背景下,本文分別從動力學(xué)模型和深度學(xué)習(xí)模型入手,試圖高效且逼真地實現(xiàn)虛擬人的運動生成和仿真。本文的主要研究工作和創(chuàng)新點如下:1、現(xiàn)有的基于經(jīng)典控制理論的虛擬人動力學(xué)控制器,生成的運動機械化且真實度不高。而直接使用運動捕獲數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬人運動無法保證與虛擬環(huán)境的實時交互。針對以上問題,本文提出了一種基于動能模型分析運動捕獲數(shù)據(jù)的算法框架。首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,將人體的物理性質(zhì)和運動捕獲數(shù)據(jù)聯(lián)合計算以獲取具有物理正確性的控制參數(shù);接下來,通過運動分割器和姿態(tài)生成器得到運動參數(shù);最后,將獲得的運動參數(shù)用于動力學(xué)控制器。為驗證此算法在虛擬人運動生成時的高效性并且滿足復(fù)雜虛擬環(huán)境的交互性要求,對虛擬人行走類和奔跑類動作進(jìn)行實時生成仿真,并且虛擬人可以實現(xiàn)行走和奔跑之間的動作轉(zhuǎn)換。更進(jìn)一步,將虛擬人置于復(fù)雜的地形之...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于動力學(xué)模型的運動生成與仿真
        1.2.2 基于深度學(xué)習(xí)的運動生成
    1.3 本文研究內(nèi)容與特點
    1.4 本文結(jié)構(gòu)安排
第二章 相關(guān)技術(shù)介紹
    2.1 虛擬人運動生成與仿真相關(guān)技術(shù)介紹
        2.1.1 運動捕獲數(shù)據(jù)簡介與處理
        2.1.2 有限狀態(tài)機控制器
        2.1.3 動力學(xué)控制器
    2.2 深度學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)介紹
        2.2.1 人體動作數(shù)據(jù)庫
        2.2.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        2.2.3 常用卷積網(wǎng)絡(luò)模型
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于動能熱力分布圖的虛擬人運動生成與仿真
    3.1 相關(guān)方法與研究難點
    3.2 算法流程框架介紹
    3.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理與分析階段
        3.3.1 運動數(shù)據(jù)預(yù)處理
        3.3.2 運動數(shù)據(jù)分析
    3.4 動力學(xué)模型控制運動生成階段
        3.4.1 平衡與姿態(tài)
        3.4.2 過渡時間的估計
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于單人物視頻的虛擬人運動生成
    4.1 相關(guān)方法與研究難點
    4.2 算法流程框架介紹
    4.3 人體關(guān)節(jié)位置預(yù)測
        4.3.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        4.3.2 損失函數(shù)
    4.4 骨骼適配
    4.5 本章小結(jié)
第五章 實驗結(jié)果與分析
    5.1 基于動能熱力分布圖的虛擬人運動生成與仿真
        5.1.1 實驗環(huán)境
        5.1.2 實驗結(jié)果與對比分析
    5.2 基于單人物視頻的虛擬人運動生成
        5.2.1 實驗環(huán)境
        5.2.2 實驗結(jié)果與對比分析
    5.3 本文小結(jié)
第六章 結(jié)語
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果



本文編號：3829064