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随着人工智能、计算机图形学和软硬件技术的高速发展,计算机动画已经广泛应用于工程、科研、文娱等众多领域。中科院陆汝钤院士在90年代提出了动画自动生成技术(Automatic Generation of Computer Animation),结合了人工智能理论与现代多媒体技术的全新动画制作过程。其目标是接收以受限自然语言描述的故事脚本,使用多项人工智能技术对故事进行分析、理解,提取环境、情节、人物等信息,并在知识库的协助下,将信息编码为底层图形脚本,实现动画的绘制。
虚拟人物造型设计是动画自动生成中的子问题,包括人物的衣服、发型以及饰品的自动生成。基于语义理解的人物发型辅助生成系统,简称发型生成系统,以动画自动生成技术为背景,根据用户对发型的受限自然语言定性描述,生成符合用户描述的发型。
我们事先会建立一个发型规则库,包括发型描述库和发型属性库,两个规则库相互关联。发型描述库内包括发型名和发型属性的信息,而发型属性库内则包括生成特定发型所需的属性数据。系统首先根据发型名称搜索发型描述库,从中读出此发型属性的定量描述,然后利用这些属性的描述查询发型属性库读出最终的定量数据,再将这些定量数据写入特定的脚本文件,最后利用特定的三维动画软件调用这个脚本文件,生成符合用户描述的发型。整个过程借助计算机的辅助自动完成,相比传统的手工制作方法可以明显地提高制作三维人物发型的效率。
本文首先介绍了动画自动生成技术的相关背景及研究现状,接着讲述了动画自动生成系统的设计和层次,然后详细的介绍了三维人物发型自动生成系统的设计与实现,最后对系统进行了实验并分析了结果,可以看出系统基本满足了用户需求,不过也存在一些不足,主要是此方法还不能够对发型样式本身进行大幅的修改,文中对此进行了一些探索,总结了一些经验,供将来系统进行改进时借鉴。