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基于运动序列分割的运动捕获数据关键帧提取

计算机辅助设计与图形学学报 2008年第6期20卷 787-792页

作者：朱登明王兆其中国科学院计算技术研究所虚拟现实技术实验室

采用线性时不变系统把高维运动数据映射到低维状态空间;在低维状态空间中,定义了姿态之间的相似性度量;并采用误差平方和准则对时序的低维数据点集进行运动分割,分割点上的运动姿态被定义为关键帧.实验结果表明:该算法能够较好地提取出... 详细信息

采用线性时不变系统把高维运动数据映射到低维状态空间;在低维状态空间中,定义了姿态之间的相似性度量;并采用误差平方和准则对时序的低维数据点集进行运动分割,分割点上的运动姿态被定义为关键帧.实验结果表明:该算法能够较好地提取出运动序列中的关键帧,并且这些关键帧能够很好地概括原始运动序列的内容.

关键词：运动捕获数据关键帧线性时不变系统运动分割

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基于动作单元分析的人体动画合成方法研究

计算机研究与发展 2009年第4期46卷 610-617页

作者：朱登明王兆其中国科学院计算技术研究所虚拟现实技术实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049

从运动捕获数据中提取出反映人体运动规律的基本动作单元,合成新的人体动画已成为研究热点.但已有动作单元提取方法忽略了运动序列的时序性和不同关节之间的运动相关性.针对该问题,提出了一种新的基本动作单元提取方法,首先,采用PCA方... 详细信息

从运动捕获数据中提取出反映人体运动规律的基本动作单元,合成新的人体动画已成为研究热点.但已有动作单元提取方法忽略了运动序列的时序性和不同关节之间的运动相关性.针对该问题,提出了一种新的基本动作单元提取方法,首先,采用PCA方法对高维人体运动数据进行降维分析,并采用马氏距离平方度量姿态间的相似性;其次,结合动态时间归整方法和误差平方和准则对时序运动序列进行自动切分和标注;最后,建立不同动作单元之间的概率转移模型构建运动图,并根据约束条件合成新的逼真人体动画.

关键词：人体动画运动捕获动作单元运动分割运动合成

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基于规范化用户输入空间的自然图像抠图

系统仿真学报 2013年第10期25卷 2424-2429,2435页

作者：邱嘉和朱登明中国科学院计算技术研究所虚拟现实实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

为了降低自然图像抠图中抠图算法对用户输入的敏感度,提出了规范化用户输入空间(Normalized User Input Space,NUIS)的概念及一种基于NUIS空间的抠图算法(NUIS-Matting)。方法首先将原始图像过分割为超像素(superpixels)并引入超像素前... 详细信息

为了降低自然图像抠图中抠图算法对用户输入的敏感度,提出了规范化用户输入空间(Normalized User Input Space,NUIS)的概念及一种基于NUIS空间的抠图算法(NUIS-Matting)。方法首先将原始图像过分割为超像素(superpixels)并引入超像素前景不透明度以提高算法的抗噪能力,再用超像素构造NUIS空间并将原始用户输入映射到NUIS空间。然后使用一种更有效的采样方法在NUIS空间中采样前景及背景颜色对来计算未知区域像素点的前景不透明度及其置信度,并选取对应高置信度的不透明度作为初始结果;最后使用随机游走(random walk)解一个图标记问题(graph labeling problem)得出优化后的结果。实验结果表明,方法大大降低了抠图对用户输入的敏感度,提高了抠图结果的质量。

关键词：规范化用户输入空间自然图像抠图超像素随机游走

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面向大规模场景的多片元效果高效绘制

计算机学报 2017年第11期40卷 2606-2618页

作者：周果朱登明王兆其中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190 移动计算与新型终端北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

多片元效果具有实时透明等重要应用,它需要每个像素按深度顺序遍历对应的所有片元.深度剥离法将场景重复绘制多次来满足这个需求,故对显存带宽提出了很高的要求.该文针对大规模场景图元分布稀疏的特点,使用类体素八叉树在物体空间将场... 详细信息

多片元效果具有实时透明等重要应用,它需要每个像素按深度顺序遍历对应的所有片元.深度剥离法将场景重复绘制多次来满足这个需求,故对显存带宽提出了很高的要求.该文针对大规模场景图元分布稀疏的特点,使用类体素八叉树在物体空间将场景近似剖分以减少图元读取总量.这允许场景能够按可见性顺序被分块加载、精确剖分和逐个绘制:通过光栅化对应的八叉树网格构造深度桶列表,在屏幕空间将场景块与网格布尔求交;通过为整个场景构造块的深度直方图,在剥取时利用它来避免硬件遮挡查询操作.由于为每块采取了不同的迭代次数,该文的两阶段剖分方法能够适应物体空间变化的深度复杂度.由于不依赖于面片的邻接信息,该文方法能够支持非流形网格和外存绘制.相比已有工作,该文方法在每次剥取一层时绘制效率有30%以上的提升.

关键词：八叉树体素化深度剥离桶排序构造实体几何

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流场可视化的最优视点选择方法

计算机辅助设计与图形学学报 2017年第12期29卷 2281-2287页

作者：鲁大营朱登明王兆其曲阜师范大学软件学院曲阜273165 中国科学院计算技术研究所虚拟现实实验室北京100190

针对流场可视化当前视点下存在的遮挡与可能面临的非交互式环境的问题,提出一种最优视点选择方法.首先,根据当前视点下的流场行为和结构信息及可视投影的图像质量,利用信息理论概念进行最优视点综合性度量;其次,应用可视成像的相关性对... 详细信息

针对流场可视化当前视点下存在的遮挡与可能面临的非交互式环境的问题,提出一种最优视点选择方法.首先,根据当前视点下的流场行为和结构信息及可视投影的图像质量,利用信息理论概念进行最优视点综合性度量;其次,应用可视成像的相关性对视点间的相似性评估,以决定两视点间的最小重叠;最后,结合K均值聚类方法将相似视点归为一类,每一类中视点熵值最高的视点作为最具代表性的视点.应用各种流场数据集进行可视化最佳视点选择实验,给出了视点选择效果图、与其他方法的最优视点效果对比图以及选择过程的计算时间.实验结果表明,该方法能够自动、有效地进行最优视点选择.

关键词：纹理可视化视点选择流场结构信息熵

基于Level-Set的火焰动画生成方法研究

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计算机研究与发展 2010年第11期47卷 1849-1856页

作者：洪义王兆其朱登明邱显杰中国科学院计算技术研究所虚拟现实技术实验室北京100190 中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100190

火焰动画在影视、动漫、游戏等领域有着广泛的应用,而逼真模拟细节丰富的多形态火焰动画一直是图形学研究领域的难点.以Level-Set曲面变形为基础,提出了将目标形态、路径约束和燃烧传播相结合的火焰蓝芯曲面演化模型,以此模拟沿路径的... 详细信息

火焰动画在影视、动漫、游戏等领域有着广泛的应用,而逼真模拟细节丰富的多形态火焰动画一直是图形学研究领域的难点.以Level-Set曲面变形为基础,提出了将目标形态、路径约束和燃烧传播相结合的火焰蓝芯曲面演化模型,以此模拟沿路径的火焰蔓延、移动燃烧物等现象.并针对目前模拟中火焰细节不足的问题,引入修正的MacCormack高阶对流求解器;同时,采用烟密度演化曲线模拟燃烧过程中的烟雾生成,进一步提高火焰真实感.实验结果表明该方法能逼真模拟沿路径的火焰蔓延、移动燃烧物以及其他多形态且细节丰富的火焰动画.

关键词：火焰动画 Level-Set 火焰蔓延移动燃烧物火焰细节

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基于纹理的多分辨率流场可视化算法

计算机研究与发展 2015年第8期52卷 1910-1920页

作者：鲁大营朱登明王兆其中国科学院计算技术研究所虚拟现实实验室北京100190 中国科学院大学北京100190 山东师范大学传媒学院济南250014

当流场分辨率与屏幕分辨率不一致时,传统的多分辨率纹理绘制算法容易产生纹理走样与细节缺乏问题,为此提出一种基于纹理的自适应多分辨率流场可视化算法.通过定义平流体作为流场的中介表示,准确地跟踪粒子路径.考虑到纹理特征的稳定性,... 详细信息

当流场分辨率与屏幕分辨率不一致时,传统的多分辨率纹理绘制算法容易产生纹理走样与细节缺乏问题,为此提出一种基于纹理的自适应多分辨率流场可视化算法.通过定义平流体作为流场的中介表示,准确地跟踪粒子路径.考虑到纹理特征的稳定性,利用纹理空间到平流体空间的映射来执行纹理卷积计算.最后,基于mip-mapping技术自适应地选择合适分辨率的平流体,并对噪声纹理频率进行缩放控制.算法的精确度根据粒子平流位置的累积误差进行客观评价,结合人的视觉感知来测试主观选择与客观评价的一致性.实验结果表明,所提出的算法既能保持较高的精确性,又能完成更高质量的绘制.

关键词：多分辨率流场可视化平流体纹理映射纹理平流

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三维流场的流线提取算法

计算机辅助设计与图形学学报 2013年第5期25卷 666-673页

作者：鲁大营朱登明王兆其中国科学院计算技术研究所虚拟现实实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

为了有效地解决三维流场可视化中由于播种流线所产生的众所周知的遮挡和杂乱问题,呈现出清晰的流场模式与流场的重要特征,提出一种基于迭代最邻近点(ICP)与K均值聚类的流线提取算法.首先利用ICP算法实现流线间轮廓特征上的配准,并根据... 详细信息

为了有效地解决三维流场可视化中由于播种流线所产生的众所周知的遮挡和杂乱问题,呈现出清晰的流场模式与流场的重要特征,提出一种基于迭代最邻近点(ICP)与K均值聚类的流线提取算法.首先利用ICP算法实现流线间轮廓特征上的配准,并根据几何相似性进行排序;然后利用K均值聚类算法对流线分组;最后根据用户指定密度约简多余相似性流线,并以此结果重构矢量场来评价文中算法的精确度.将文中算法应用到多个数据集进行实验并与已有的流线分布的最新算法进行比较,结果表明,该算法能更有效地反映流场的关键特性,大大提高了三维流场数据集的可读性.

关键词：流场可视化流线分布聚类迭代最邻近点遮挡

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基于约束轨迹重构的运动编辑

计算机辅助设计与图形学学报 2006年第10期18卷 1613-1618页

作者：刘莉王兆其朱登明夏时洪中国科学院计算技术研究所虚拟现实技术实验室

提出了一种运动数据重用的方法.采用偏移映射技术构建模型末端的位姿约束轨迹,该轨迹较好地保留了原始运动的特征;利用Unscented卡尔曼滤波方法求解约束,可以实时地生成与原始运动相似的新运动.实验结果表明,该方法可以生成满足不同模... 详细信息

提出了一种运动数据重用的方法.采用偏移映射技术构建模型末端的位姿约束轨迹,该轨迹较好地保留了原始运动的特征;利用Unscented卡尔曼滤波方法求解约束,可以实时地生成与原始运动相似的新运动.实验结果表明,该方法可以生成满足不同模型和场景要求的多种运动,扩展了捕获数据的应用范围.

关键词：运动编辑约束轨迹偏移映射卡尔曼滤波