计算机图形学与角色群组仿真

《计算机图形学与角色群组仿真》以群组仿真技术的实现过程为主线，综合群组仿真涉及的几大模块，针对模型变形技术、动作驱动技术、快速绘制技术以及硬件加速技术进行探讨和阐述。书中包含了大量的实例介绍和代码示例，具有一定的视角广度和技术深度。《计算机图形学与角色群组仿真》可以作为运动仿真和角色群组仿真方面的参考书，还可以作为计算机图形学领域技术人员的提高性参考书，对于图形硬件编程人员也具有参考与实用意义。 

前言
第1章 群组仿真相关技术概论
1.1 计算机图形学
1.1.1 计算机二维图形学
1.1.2 计算机三维图形学
1.2 计算机动画技术
1.3 虚拟现实技术
1.4 群组仿真技术
1.5 计算机图形、图像、虚拟现实、群组仿真之间的关系
1.6 群组仿真技术的应用实例
1.7 本章小结

第2章 群组仿真的关键技术
2.1 运动角色仿真流程
2.2 角色动作驱动技术
2.3 角色模型变形技术
2.3.1 传统变形方法
2.3.2 最新的模型变形方法
2.4 角色快速绘制技术
2.5 图形硬件加速技术
2.5.1 硬件加速机制
2.5.2 硬件加速的编程实现方法
2.5.3 GPGPU通用编程
2.6 本章小结

第3章 二维运动角色变形技术研究
3.1 相关工作
3.2 基于自适应网格的二维角色变形
3.2.1 自适应网格的原理
3.2.2 自适应网格的关节点旋转角计算
3.2.3 自适应网格的构建
3.2.4.自适应网格的面积保持
3.3 二维角色变形的硬件加速
3.3.1 自适应网格的图形硬件加速
3.3.2 相邻自适应网格的无缝连接
3.4 基于自适应网格的二维角色变形算法实现
3.4.1 简化骨骼标定
3.4.2 变形过程初始化
3.4.3 交互变形及渲染
3.5 二维角色变形关键代码
3.5.1 角色关节点数据结构
3.5.2 角色动作驱动部分代码
3.5.3 图形硬件GPU加速接口程序代码
3.6 实验结果与分析
3.6.1 基于自适应网格的二维角色变形结果
3.6.2 自适应网格精细度对变形结果的影响
3.6.3 变形计算时间与网格精细度的关系
3.6.4 变形计算时间与角色个数的关系
3.7 本章小结

第4章 三维运动角色变形技术研究
4.1 相关工作
4.2 基于统一基础模型的角色变形方法
4.2.1 规则网格的统一基础模型构建
4.2.2 统一基础模型的变形计算
4.2.3 统一基础模型变形的表面积保持
4.2.4 基于统一基础模型的细节保持变形
4.3 基于统一基础模型的三维角色变形算法实现
4.4 三维角色变形关键代码
4.4.1 主网格采样算法
4.4.2 计算控制网格的放缩系数
4.4.3 面积保持网格的计算
4.4.4 各部分网格合并算法
4.5 实验结果与分析
4.5.1 基于统一基础模型的三维角色变形结果
4.5.2 变形计算时间与基础模型精细度的关系
4.5.3 变形计算时间与原始模型顶点数的关系
4.6 本章小结

第5章 运动角色动作驱动技术研究
5.1 相关工作
5.2 骨骼角色运动控制技术
5.3 基于关节点旋转角的动作迁移方法
5.3.1 基于关节点旋转角的动作迁移原理
5.3.2 二维动作状态的三维重建
5.3.3 以二维角色为目标的动作迁移
5.3.4 源角色与目标角色的关节点对应
5.3.5 关键动作状态迁移
5.3.6 任意时刻的动作状态计算
5.4 基于动作迁移的角色驱动算法实现
5.5 动作驱动关键代码
5.5.1 目标模型关节点位置计算
5.5.2 中间帧计算算法
5.5.3 顶点数据计算
5.5.4 角色运动自动驱动算法
5.6 实验结果与分析
5.6.1 基于动作迁移的角色驱动结果
5.6.2 动作驱动执行时间的分析
5.7 本章小结

第6章 角色群组快速绘制技术研究
6.1 相关工作
6.2 复杂模型快速绘制技术
6.2.1 LOD绘制技术
6.2.2 基于图像的绘制技术
6.3 基于动态纹理的运动角色绘制技术
6.3.1 大规模动态角色绘制的特点
6.3.2 动态纹理技术的原理
6.3.3 运动角色的动态纹理创建
6.3.4 基于动态纹理的角色绘制
6.3.5 运动角色绘制的硬件加速
6.4 基于动态纹理的角色绘制算法实现
6.5 大规模角色群组绘制关键代码
6.5.1 从立点扩展成Billboard板的顶点
6.5.2 动态角色变形计算GPU加速程序
6.5.3 Billboard板顶点坐标计算GPU加速程序
6.5.4 程序运行计时功能函数代码
6.6 本章小结

第7章 大规模角色群组场景仿真方案
7.1 基于动态纹理的大规模角色群组仿真结果
7.2 角色群组仿真速度与角色数量的关系
7.3 角色群组仿真速度与角色种类数的关系

第8章 群组仿真技术在森林场景中的应用
8.1 当前的森林场景仿真方法
8.2 基于图像变形的单株树木变形方法
8.3 基于群组仿真技术的森林场景绘制方法
8.4 基于群组仿真技术的动态森林仿真算法实现
8.5 大规模动态森林场景仿真关键代码
8.6 实验结果与分析
8.6.1 基于群组仿真技术的动态森林绘制结果
8.6.2 动态森林仿真速度与树木数量的关系

第9章 总结与展望
9.1 本书的工作总结
9.2 进一步研究与展望
参考文献