人体动作驱动的双目动画合成系统的设计与实现

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三维呈现与远程交互系统是一个基于深度探测器、相机阵列、双目投影仪、全息成像膜等最新硬件技术,支持从全息成像膜背后对现实场景进行穿透式双目采集,根据用户动作,生成虚拟动画并与真实图像融合,将立体视频经高效编码传输到对方,双目立体地呈现到用户眼前的系统。该系统在远程会议、互动游戏、数字表演等诸多场景中有重要的应用。该系统中,根据人体动作生成双目动画的子系统至关重要。  本文根据三维呈现与远程交互系统的实际需求,设计和实现了一个人体动作驱动的双目动画合成系统,为三维呈现与远程交互系统提供了虚拟动画合成,虚拟动画管理,虚实融合的功能,实现了对预渲染二维双目动画、三维模型双目动画、火焰、液体双目动画的支持。  在系统的设计与实现中,本文主要解决了以下难题:第一,火焰在人体动作驱动下的运动规则、渲染方式较复杂,本文针对系统的实际应用,提出了一个人体动作驱动的双目火焰动画合成方法,解决了这一问题。该方法生成的火焰可以较好地体现人体动作的驱动性,并且模拟了真实运动的火焰的烟雾、焰体、热气扭曲属性,视觉效果较好。第二,液体动画合成中,液体对象在人体动作驱动下的运动控制、液体对象与其他对象接触时的运动控制、液体对象的实时渲染都是复杂的问题。本文设计和实现了一个人体动作驱动的双目液体动画合成方法,解决了这个难题。该方法利用了PhysⅩ物理引擎,使用屏幕空间的渲染算法,允许液体对象根据人体动作的驱动真实地运动,与其他对象相互作用产生散落、破碎效果,并做到了实时渲染。
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