3D圖形引擎及動(dòng)畫關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、3D圖形引擎是計(jì)算機(jī)硬件和軟件開發(fā)的最新技術(shù)，有著實(shí)時(shí)性，交互性以及強(qiáng)大漫游功能的主要特點(diǎn)。3D圖形引擎目前在很多領(lǐng)域內(nèi)都有很廣泛的應(yīng)用，如軍方的模擬實(shí)戰(zhàn)系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)以及網(wǎng)絡(luò)游戲等。計(jì)算機(jī)動(dòng)畫是三維圖形引擎中一個(gè)重要組成部分，同時(shí)它也是評價(jià)圖形引擎好壞的一個(gè)重要標(biāo)志。通過對3D圖形引擎和骨骼動(dòng)畫技術(shù)的研究為現(xiàn)有的引擎設(shè)計(jì)了一套骨骼動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)方案，增強(qiáng)了引擎的動(dòng)畫功能，并在本文給出具體的實(shí)現(xiàn)方法和結(jié)果；另外，通過對布料建模的研究改進(jìn)了質(zhì)點(diǎn)

2、彈簧模型并分別用顯式與隱式的數(shù)值積分方法對其做了實(shí)時(shí)仿真。本文的研究內(nèi)容主要集中在骨骼動(dòng)畫和布料動(dòng)畫兩個(gè)領(lǐng)域： 第一、設(shè)計(jì)了骨骼動(dòng)畫在現(xiàn)有3D圖形引擎中的實(shí)現(xiàn)方案。骨骼蒙皮動(dòng)畫可被看作關(guān)節(jié)動(dòng)畫和單一網(wǎng)格模型動(dòng)畫的結(jié)合，它不但具有前兩種動(dòng)畫的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了前兩種動(dòng)畫的缺點(diǎn)，是游戲引擎中必不可少的功能之一?；趥鹘y(tǒng)的骨骼蒙皮技術(shù)-頂點(diǎn)混合算法在模擬時(shí)關(guān)節(jié)處會(huì)出現(xiàn)凹陷，本文在骨骼動(dòng)畫的實(shí)現(xiàn)中運(yùn)用了一種骨骼混合的方法來克服皮膚凹陷現(xiàn)象

3、，具有逼真、生動(dòng)的顯示效果，同時(shí)具有良好的實(shí)時(shí)性，運(yùn)用此技術(shù)來驅(qū)動(dòng)動(dòng)畫，會(huì)為3D圖形引擎增色不少。 第二、提出了一種基于改進(jìn)質(zhì)點(diǎn)彈簧模型的布料動(dòng)畫實(shí)時(shí)仿真方法。在以往的研究中，人們提出了許多模擬布料運(yùn)動(dòng)的方法，這些方法的一個(gè)主要缺點(diǎn)是復(fù)雜度高、計(jì)算效率低，無法滿足交互設(shè)計(jì)和實(shí)時(shí)動(dòng)畫的要求。該文在經(jīng)典質(zhì)點(diǎn)一彈簧模型的表示基礎(chǔ)上結(jié)合Choi的布料模型，通過簡化彈簧彎曲抗力的計(jì)算方法，合并了彈簧的結(jié)構(gòu)力和剪切力，從而達(dá)到了簡化了布料物