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目前动画技术已经深入渗透到众多领域。全过程计算机辅助动画自动生成是一个结合人工智能与现代多媒体技术的课题,由中科院陆汝钤院士首次提出,并研制出原型系统《天鹅》。古建筑动画计算机辅助生成技术是动画自动生成技术在中国古建筑领域内的一个具体应用。目前在古建领域,国内外动画制作方面的工作很多,但从描述建筑结构的受限自然语言开始,由计算机完成全过程动画创作的研究还没有过。动画自动生成技术与古建筑领域相结合,发挥了其快速、高效、教育意义强的优势。
古建筑动画自动生成技术,作为一项新的技术,是以一段受限自然语言描述的古建筑结构作为系统输入,经过“自然语言描述到古建筑部件信息”,“古建筑部件信息到动画定性计算”,“动画定性计算到动画定量计算”,“动画定量计算到Maya动画脚本文件/VRML动画脚本文件”等几个步骤,最终产生古建筑搭建动画。
本文的研究正是“自然语言描述到古建筑部件信息”这一步骤,也即根据一段描述中国古代建筑的文本进行处理,最终分析出该描述中关于古建筑的部件信息。尽管自然语言处理的相关理论和应用技术经历了很长时间的发展,而且自然语言的语义分析一直是研究的热点,但是一直没有取得较大的进展。
在本文中,整个处理过程,分为分词和语法分析,一般语义计算和面向古建筑领域的语义计算等三个步骤。对于中文分词、语法分析问题的解决方案是采用Stanford大学的自然语言处理系统。在语义分析上,将其分为一般语义计算、面向古建筑领域的语义计算两个子问题;针对一般语义计算问题,研究了三种解决方案,分别为基于Prolog语言的一般语义计算、基于λ-演算的一般语义计算、基于本体技术的一般语义计算进行了介绍和分析;面向古建筑领域的语义计算又将问题划分为古建筑构件生成、古建筑搭建顺序、古建筑构件尺寸计算、古建筑构件位置计算等几个步骤,在这里引入了表示古建筑结构的四元组概念,为整个计算的核心概念。本文实现了以上处理过程,满足了古建筑动画自动生成系统的需要。对于面向古代建筑动画的受限自然语言处理问题,本文虽然给出了一套解决问题的方案,但是还存在不少深入的工作有待进一步研究。