动画自动生成技术(Automatic Generation of Computer Animation)是一个崭新的课题,它由中科院数学所的陆汝钤院士提出,是人工智能技术与电影艺术,图形学技术的结合,是以底层图形学技术为支撑,在上层运用人工智能技术以及电影艺术实现的一个全新的领域。整个过程是一条动画片生产自动化的技术路线,它的目标是只要有了一个适当的故事,以受限自然语言的形式把它输入到计算机里,从此时开始,直到最终动画生成,每一步都是在计算机的辅助下完成的。 情节规划是动画自动生成系统中的一个模块,它的任务是将中文故事中出现的一些无法用语言直接表现的抽象动作展开成动画底层能实现的一系列具体动作,从而为底层实现奠定基础。情节规划好坏的一个根本的评价标准就是能否根据输入故事提供的富含细节的信息将情节展开的相对丰富、灵活、多样。复杂情节的展开便是基于此标准定义的,它是指运用选择、杂交、变异等技术展开情节以使情节展开的内容与故事内容匹配且更加丰富多样。 本文以动画自动生成技术为背景,对复杂情节展开中的情节知识库组织策略、选择策略、情节的杂交及变异技术进行了研究。情节知识库组织策略的研究中,我们采用本体技术建立了情节库中情节的参考体系,对本体有了比较深入的认识。同时,本项目组将动画自动生成技术应用到古代建筑领域,开展了古代建筑场景动画自动生成技术的研究工作,本文将本体的经验、技术应用其中,完成了古代建筑本体知识库中硬山小式本体、庑殿本体及榫卯本体的构建工作并设计实现了本体知识库的推理系统。 首先,根据古代建筑领域专家提供的领域知识建立了硬山小式本体、庑殿本体及榫卯本体知识库。领域专家提供的古建筑知识体现在本体中包括建筑形式及其属性、各建筑部件及其属性、部件的个数规则、位置规则、方向规则、顺序规则、命名规则、榫卯规则等。可以看出规则在知识库中占据举足轻重的作用,规则的表示语言采用SWRL语言,它是用语义的方式呈现规则的一种语言,其目的是为了驱使规则与OWL知识库产生结合,SWRL利用高度抽象的语法表达OWL本体论所描述的知识。 其次,本文对本体知识库推理进行研究,实现了本体知识库推理功能,并提出规则模块化控制机制。该推理功能封装了本体推理算法,通过Protégé API调用本体模型,并运用SWRL推理算法。为了避免内存溢出问题,本文提出了规则模块化控制机制。该机制使得庞大的规则库分解成若干小的规则块,分别运行小的规则块,一是保证了一类规则的同时推理利于结果输出,二是不会产生内存溢出问题,保证了推理的顺序进行。 最后,本文设计并实现了知识库推理系统,并将其嵌入到古代建筑场景动画自动生成系统中,其中的工作包括：本体文件解析、接口文件设计、中英文转化等。这些工作的完成使得古建本体知识库与动画自动生成系统融为一体,并为后继模块提供了统一的接口语言,为整个动画自动生成系统的实现奠定了基础。