计算机图形学动画

Posted 2021-09-28 珞珈大胖强TURBO

计算机图形学动画

• • 关键帧动画
  • 物理模拟
  • • 质点弹簧系统
  • 粒子系统
  • 运动学
  • • 正向运动学
    • 反向动力学
    • 梯度下降解法
  • Rigging

关键帧动画

animator创建关键帧
助手负责补充其他帧的图片

主要技术就是插值
知道两个点的信息，通过插值得到中间点的信息，动画即是所有点

可以是线性也可以是非线性

物理模拟

不管是物理模拟还是流体模拟，布料模拟，只要能建立正确的力学模型，就可以得到正确的结果

质点弹簧系统

一个弹簧对应两个质点，理想弹簧，拉开力与长度成正比
a收到的力为（向量b-a）乘静度系数

考虑弹簧本身长度

考虑外部反作用力

考虑内部作用力

粒子系统

创建出粒子
计算每个粒子收到的力（吸引力，电磁力，斥力）
更新粒子的位置和速度
移除死亡粒子
渲染粒子

运动学

正向运动学

三种点
一维的钉子
二维的球
可拉长的东西，如大腿和小腿中间

给出移动方式，计算点的坐标

反向动力学

给出最终某个点的位置，计算过程，即运动方法，然后得到其他点的最终结果，比如拿住顶点摆放
解难

问题是解不唯一

梯度下降解法

Choose an initial configuration
选择初始配置
Define an error metric (e.g. square of distance betweengoal and current position)
定义一个误差度量(例如，目标与当前位置之间的距离平方)
Compute gradient of error as function of configuration
计算误差梯度作为配置函数
Apply gradient descent(or Newton’s method, or otheroptimization procedure)
应用梯度下降(或牛顿法，或其他优化程序)

Rigging

给出点，可以拉，得到效果
真人加控制点叫动作捕捉