计算机动画关键技术综述
《2024年目标跟踪算法综述》范文
《目标跟踪算法综述》篇一一、引言目标跟踪作为计算机视觉领域中的一项关键技术，近年来在安防、无人驾驶、医疗影像处理等领域得到了广泛的应用。
其目的是通过一系列的图像处理和计算方法，实时准确地检测并跟踪特定目标。
本文将对当前主流的目标跟踪算法进行全面而详细的综述。
二、目标跟踪算法的发展历程早期的目标跟踪算法主要是基于滤波的跟踪算法，如均值漂移法等。
这些算法简单易行，但难以应对复杂多变的场景。
随着计算机技术的进步，基于特征匹配的跟踪算法逐渐兴起，如光流法、特征点匹配法等。
这些算法通过提取目标的特征信息，进行特征匹配以实现跟踪。
近年来，随着深度学习技术的发展，基于深度学习的目标跟踪算法成为了研究热点。
三、目标跟踪算法的主要分类与原理1. 基于滤波的跟踪算法：该类算法主要利用目标在连续帧之间的运动信息进行跟踪。
常见的算法如均值漂移法，通过计算当前帧与模板之间的差异来寻找目标位置。
2. 基于特征匹配的跟踪算法：该类算法通过提取目标的特征信息，在连续帧之间进行特征匹配以实现跟踪。
如光流法，根据相邻帧之间像素运动的光流信息来计算目标的运动轨迹。
3. 基于深度学习的跟踪算法：该类算法利用深度学习技术，通过大量的训练数据学习目标的特征信息，以实现准确的跟踪。
常见的算法如基于孪生网络的跟踪算法，通过学习目标与背景的差异来区分目标。
四、主流目标跟踪算法的优缺点分析1. 优点：基于深度学习的目标跟踪算法能够学习到目标的复杂特征信息，具有较高的准确性和鲁棒性。
同时，随着深度学习技术的发展，该类算法的跟踪性能不断提升。
2. 缺点：深度学习算法需要大量的训练数据和计算资源，且在实时性方面存在一定的挑战。
此外，当目标与背景相似度较高时，容易出现误跟或丢失的情况。
五、目标跟踪算法的应用领域及前景目标跟踪技术在安防、无人驾驶、医疗影像处理等领域具有广泛的应用前景。
例如，在安防领域，可以通过目标跟踪技术实现对可疑目标的实时监控；在无人驾驶领域，可以通过目标跟踪技术实现车辆的自主导航和避障；在医疗影像处理领域，可以通过目标跟踪技术实现对病灶的实时监测和诊断。
我国三维动画的发展与前景综述
我国三维动画的发展与前景综述在随后的十年内，由于量的不断积累，计算机辅助三维动画的制作技术终于有了质的变化，它已经综合集成了控制论、现代数学、人工智能、图形图像学、计算机软件和艺术的最新最优秀的成果。
第三个阶段是１９９５年至今，随着世界第一部完全三维制作动画片《玩具总动员》（《ＴＯＹＳＴＯＲＹ》）的问世，三维动画业的全面兴起也正式拉开了序幕。
时至今日，三维动画产业可谓百花齐放，这些都是与计算机技术的高度成熟分不开的。
数字化三维技术使动画艺术产生变革随着现代科技的发展，现如今动画可以通过数字化技术生成，无论是从制作方式还是到运作观念，都产生了革命性的变化。
计算机动画的绘制，不仅摆脱了手工创作的繁琐和枯燥，还以简洁，高效，具有超乎寻常的表现力等特点得到了越来越广泛的认可和应用。
三维动画便是动画界的骄傲。
它旨在依靠计算机动画软件，在虚拟的三维空间里，创造出逼真的立体表现对象，通过设定对象的运动轨迹，虚拟运动摄影机以及其他动画参数，并为其添加相应的材质，和模拟真实的灯光。
最后通过渲染生成最终的成品画面。
比起传统的二维动画，三维动画更容易创造出逼真的质感，不仅不会损伤真实反而更能完整地虚拟真实，尤其是在呈现强大的魔幻场景时，总会让观者恍若亲临其境，起到生动，真实的特点，更是深受大众的喜爱。
ＣＧ三维动画的现状（１）电影艺术：由于计算机三维动画技术发展的更加成熟，特别是其制作成本的大幅下降，代表作不断涌现，如１９９１年的《终结者２》、１９９９年的《骇客帝国》、２００１年的《指环王》、《哈里波特》及以后的系列等其超越现实又逼真的视觉效果无不给人们留下深刻印象。
２００７年的《变形金刚》由于使用了动作采集仪，一举改变了人们对老变形金刚的印象。
在当代灾难片里ＣＧ动画技术更是如鱼得水，其效果无与伦比，如：１９９６年的《龙卷风》、２００４年的后天，以及今年的《２０１２》、《阿凡达》只有计算机三维动画技术的深入、全面使用才创造了极为逼真、震撼超越想象的视觉效果。
计算机高级动画技术综述(下)
种新的计 算机动 画技术 该 技术将一些物 理规律 引人计算 机动画行业． 它考虑物体在真实世界 中的属性 如它具有质 量 转动惯矩、弹性 ， 摩擦 力等 并采用动 力学原理 自动产 生物体 的运动 ＝当场景申的物体受到外力作用时 ． 牛顿 力学 中的标准动力学方程可用来 自动生成物体在各个时间点的位 置、方向及其形状 此时 计算机 动画设计者 不必关心物体
，
其本身比较精确的物理描述才能真实再现 其外在 的视觉现象 基于物理的计算机动 画一方面使得本身体现的现象能充分满 足人们对真 实的需要 ， 高整个沉浸感 另一方面减轻了程序 提 开发人员和 艺术家 的劳动强度 ． 不再需要脚本去控 制物体 ． 不 再需要单独 去管理 每一个细小事 件 因为所有的事情都会按
着它本身的物理规律来完成 。 这其 中包括 ． 物体的材料属性 ． 如霄度． 表面柜糙度 、 硬度 ． 弹性等 刚体动力学和碰撞检测 ． 关节和弹簧 ． 流体 ． 粒子系统 布料等各个方面 这些 目前不 仅 在电影特效制 作中得到 广泛应用 ．在新的一代电子游戏中 也遥渐普及起来 。
碰撞检测等在内的复杂动力学模型 最近几年 ． Ｅ有许 多研究者鲥动力学方程在计算机动西 中的ｌ 立用进行７深入广泛的研究． 提出７许多有效的运动生 戏方法。总体上来说 ． 这些方法大致可分为三娄 ． 即剐体运 动横拟 ．塑性４体变形运动以及漉体运动模拟 耔 １ 在刚体运动横拟 方面 其研究重点集中在采用牛顿
一
手工完成 的． 因为要 生成真实生动 的动画 就要使敌人的落下 遵循物理原理 要考虑很多物理因素 比如重力 密度．体积 等等 。同样 ．在 目前火爆的第～人称射击游戏 ． ｃ 如 ｓ中．我 们选择不 同的武器射击敌人或者 建筑物 时．射 击的强度以及 产生 的效果如果手动调节将 非常困难 现 实世界看起来很简 单． 但是耍在计算机里实现却很 困难 计算税动画始终赴在研 究的韵沿，人们不仅需要形象的真实感 ．也需要运动的真实
计算机群体动画中的真实感行为综述
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了群 体 动 画 真 实 感 行 为 的 发 展 趋 势 。 关 键 词 ： 体 动 画 ； 实感 行 为 ； 知 建 模 ； 为 建模 ； 体 动 画 群 真 认 行 群 中图 分 类 号 ： Ｐ ９ ． １ Ｐ９ ． Ｔ ３ １４ ；Ｔ ３ １９ 文 献 标 志码 ： Ａ
Ｓ ｒ ｅ ｎ ｒ ａ ｉｔ ｅ ａ ｉ ｒ ｉ ｒ ｗｄ ａ ｉ ｔ ｎ ｕ ｖ ｙ ｏ ｅ ｌ ｉ ｂ ｈ ｖ０ ｎ ｃ ｏ ｎ ｍａ ｉ ｓｃ ｏ
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三维动画场景文献综述范文模板例文
三维动画场景文献综述范文模板例文在本文综述中，我们对三维动画场景进行了详细的研究和文献综述。
我们主要关注了三维动画场景的设计、建模、渲染和动画效果等方面的研究。
我们选择了以下几篇相关文献进行综述，并对它们的研究方法、实验结果和创新点进行了详细的描述和分析。
1. 文献1：《基于虚拟场景的三维模型重建方法研究》这篇文献主要介绍了一种基于虚拟场景的三维模型重建方法。
作者首先对场景进行了拍摄和扫描，然后使用计算机视觉和图像处理技术对这些数据进行处理，最终生成了高质量的三维模型。
文章中提到了一些关键技术，如点云配准、表面重建和纹理映射等。
实验结果表明，该方法能够有效地重建复杂的三维场景，并获得真实感和逼真度较高的模型。
2. 文献2：《基于物理模拟的三维动画场景设计方法研究》这篇文献介绍了一种基于物理模拟的三维动画场景设计方法。
作者通过使用物理引擎和动力学模拟技术，可以模拟真实世界中的物理效应，如重力、碰撞和流体动力学等。
文中对于如何使用物理模拟来设计复杂的场景进行了详细的描述，并提供了一些实际案例和实验结果。
结果表明，该方法能够有效地改善三维动画场景的真实感和逼真度。
3. 文献3：《基于光线追踪的三维动画场景渲染方法研究》这篇文献提出了一种基于光线追踪的三维动画场景渲染方法。
作者通过模拟光线在场景中的传播和反射，可以模拟真实世界中的光照效果和阴影效果。
文中详细介绍了光线追踪算法的原理和实现方法，并给出了一些实验结果和比较分析。
实验结果表明，该方法具有较高的渲染质量和真实感，能够有效地提高三维动画场景的视觉效果。
综上所述，以上三篇文献对于三维动画场景的设计、建模、渲染和动画效果等方面进行了重要的研究。
它们提供了一些创新的方法和技术，能够有效地提高三维动画场景的真实感和逼真度。
未来的研究可以进一步探索和改进这些方法，并将其应用于实际的三维动画制作中。
电子信息工程中的关键技术研究综述与展望
电子信息工程中的关键技术研究综述与展望在电子信息工程领域，关键技术的研究和发展一直是推动行业前进的重要动力。
本文将对电子信息工程中的关键技术进行综述，同时展望未来的发展方向。
1. 集成电路技术集成电路技术是电子信息工程的核心技术之一，它是将大量的电子元器件集成在一块芯片上，实现电路功能的高度集成。
目前，集成电路技术已经实现了微纳米级的制程，从而大大提高了芯片的功耗性能和集成度。
在未来的发展中，集成电路技术有望实现更高的集成度和更低的功耗，以满足日益增长的计算和存储需求。
2. 通信技术通信技术是电子信息工程中的另一个重要领域，它涵盖了无线通信、光纤通信、卫星通信等多种技术。
近年来，5G通信技术的发展引起了广泛关注。
5G通信技术具有更高的传输速率、更低的时延和更多的连接数等特点，将为人们带来更快、更稳定的通信服务。
未来，无人驾驶、物联网等领域的发展将进一步推动通信技术的创新，为数字化社会的建设提供坚实的基础。
3. 人工智能与大数据人工智能和大数据技术在电子信息工程中的应用越来越广泛。
人工智能技术可以通过模拟人脑的思维过程实现智能决策和自主学习，已经在图像识别、语音识别、自然语言处理等领域取得了显著的进展。
同时，大数据技术可以处理和分析海量的数据，挖掘其中的隐藏信息和规律。
未来，人工智能和大数据技术将进一步结合，实现更多智能化的应用，如智能交通、智能家居等。
4. 光电子技术光电子技术是将光学和电子技术相结合的一门交叉学科，具有广泛的应用前景。
光电子技术可以实现信息的高速传输、存储和处理，目前已经广泛应用于光纤通信、激光器、光电器件等领域。
未来，光电子技术有望实现更高的传输速率和更小的器件尺寸，为高性能计算和互联网服务提供更优质的支持。
5. 物联网技术物联网是指通过互联网将普通物体与网络连接起来，实现物与物之间的互联互通。
物联网技术对电子信息工程的发展具有重要意义，它将促进各类设备和系统的智能化、网络化和自动化。
计算机视觉与机器学习技术在三维人体动画中的应用综述
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杭 州 ３０ ２ ） １０ ７
摘 要 近 年 来 计 算 机 视觉 与 机 器 学 习 技 术 广 泛 应 用 于 三 维 人 体 动 画 领 域 中 ． 于 图 像 ／ 频 的 人 体 运 动 数 据 获 取 基 视 技 术 、 字 角 色 和 场 景 建 模 、 互 式 角 色 动 画 控 制 与 运 动生 成 等 方 面 都 大 量 应 用 了 计 算 机 视 觉 技 术 ； 时 ， 器 学 习 数 交 同 机
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维普资讯
第 ２ ０卷
第 ３期
计 算 机 辅 助 设 计 与 图 形 学 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＯＭ ＰＵＴＥ ＡＩ Ｒ— ＤＥＤ ＤＥＳ ＧＮ ＆ ＣＯＭＰＵＴ Ｉ ＥＲ ＧＲＡＰＨＩቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ＣＳ
Ｖ Ｏ ． ０．Ｎ Ｏ． １２ ３
Ｍ ａ＂ ／ ．，２ ８ ００
２０ ０ ８年 ３月
真实感与非真实感显示技术综述02
计算机图形学课程设计题目名称：真实感与非真实感显示技术综述班级：学号：学生姓名：真实感与非真实感显示技术综述摘要在基于非真实感绘制的实时场景渲染过程中，为了达到更逼真的效果，三维物体在光照作用下产生的阴影需要被实时绘制并能1够体现设计者的风格。
本文利用现代可编程图形显示硬件技术，提出了一种基于阴影线算法的阴影绘制方法，与采用传统的阴影图方法绘制阴影的效果相比较，该方法具有更好的艺术效果。
在本系统中, 我们主要采用了两种消隐方法, 它们是背面删除及Z 缓冲区深度排序法。
背面删除法用于单个实体的消隐, 而Z 缓冲区深度排序则用于整个3D 布景的隐藏面的删除。
通过这两种类型的隐藏面的消隐方法, 我们就可以生成一个真实的3D 图形。
关键词：非真实感绘制阴影图消隐方法背面删除法 Z缓冲区深度排序法一、计算机图形学的概念在介绍真实感显示与非真实感显示技术之前，首先简单了解一下计算机图形学的概念。
计算机图形学（Computer Graphics，简称CG）是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专用的显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。
简单地说，计算机图形学就是利用计算机研究图形的表示、生成、处理、显示的学科。
图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。
图形的具体应用范围很广，但是从基本的处理技术看主要分为两类：一类是线条式：如工程图、地图、曲线图表、电路的原理图、曲面的线框图等（如图1）；另一类是明暗图(Shanding)：与照片相似，也就是通常所说的真实感图形，如汽车、飞机、轮船等的外型设计以及各种艺术品造型设计等（如图2）。
图1 利用线条来模拟人脸为了生成图形，首先要有原始数据或数学模型，如工程人员构思的草图，飞机的总体方案模型，企业经营的月统计资料等。
这些数字化的输入经过计算机处理后变成图形输出。
图形处理过程如图2 真实感图形正如上面所述，在科学计算的可视化过程中,将计算结果以图形方式显示出来,而三维实体图形给人以最清新、最直观、最完美的感觉,二、真实感显示的消隐方法2.1 概述在系统中,我们主要采用了两种消隐方法,它们是背面删除及Z缓冲区深度排序法。
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不能精确表示一个物体 实现非90º倍数的旋转变换和非2倍数的缩放变换比较困难 占用存储空间大
几何造型技术总结
比较适合构造形态规则且固定的物体
过程造型技术
基于分形技术的造型 基于粒子系统的造型 基于物理的造型
基于分形技术的造型
• 定义 利用分形几何学的自相似性，采用各种模 拟真实图形的数学模型，使生成的景物呈 现出细节的无穷回归性质的方法
基于分形技术的造型
• 性质 自相似性(局部和整体相似) 精细性(在任意小的尺度上都能有精细的结构)
基于分形技术的造型
数学模型
自平方分形 随机位移模型 L-系统
自平方分形
二次迭代方程： Z2n+1 = Z2n +c
随机位移模型
• 应用 模拟海岸线和山体等地貌
L-系统
• 定义一组符号或字符串，并按照一定的替 换规则用后续符号组或字符串去替换前任 符号，当反复进行这种替换过程并以图形 表示出来时，就能看到模拟各种生物结构 的图案
计算机动画关键技术综述
汇报人：XXX
三维动画制作流程
• 建模 • 赋材质和贴图 • 加灯光与摄像机 • 动画效果设置 • 场景渲染
建模
• 定义 利用动画系统提供的基本几何体或线条、
曲面等来创建物体的几何模型
建模
赋材质和贴图
• 赋材质 赋予物体几何模型以某种材料的材质属
性，比如颜色、光亮度和透明度等参数， 使之呈现出某种材料(木头、石材、塑料和 金属等)所应该表现出来的颜色和质感，以 此造成物体是由某种材料“做成”的感觉。 • 贴图
把有纹理或图案的图像“贴”在物体表 面
赋材质和贴图
物体被赋予材质并贴图后，外表就会具有 逼真的材质和纹理效果
加灯光与摄像机
• 在场景中放置虚拟灯光后可模拟真实世界 的明暗和色彩，产生光照和阴影效果
• 在场景中放置虚拟摄像机，可以产生摄像 机视图，模拟真实摄像机拍摄时从镜头中 看到的画面，从而制作出如同用真实摄像 机拍摄到的画面
特征表示法
特征表示法
• 优点 能够精确定义物体 表达简洁、面向用户、使用方便
• 缺点 能够表示的形体种类有限
几何造型技术
特征表示法 CSG构造实体几何法 边界表示法 空间分割法
CSG构造实体几何法
• 定义 通过对一些基本几何体或简单物体进行并、 交、差的布尔几何运算来构造物体的造型 技术
CSG构造实体几何法
拓扑信息
描述物体点、边、面之间连接关系 的信息
边界表示法
边界表示法
• 优点 记录有实体所有几何信息和拓扑信息
• 缺点 缺乏实体生成过程信息，数据存储量大， 难以直接构造
几何造型技术
特征表示法 CSG构造实体几何法 边界表示法 空间分割法
空间分割法
• 基本思想 把一个三维实体有规律地分割为有限个
基于粒子系统的造型
动态性： 系统中的每个粒子都可以随时间 发生位置和形态的变化，并且具 有生命特征，即每个粒子都将经 历出生、运动及死亡3个阶段
随机性： 每个粒子都有一组随机取值的属性，如起始位 置、初速度、颜色、大小等，使得粒子的形状 和位置等发生随机变化，但整体形态保持相对 稳定
过程造型技术
单元，这些单元均为具有一定大小的正方 体，在计算机内部通过定义各个单元的位 置是否填充来建立整个实体的数据结构
空间分割法
空间分割法
• 八叉树表示法
空间分割法
• 优点
易于实现物体之间的集合运算 易于计算物体的整体性质，如体积和质量等 易于实现线、面的消隐 适合表示需要显示内部细节的物体，如医学图像
• 渲染的过程就是进行大量复杂运算的过程
场景渲染
计算机动画关键技术
• 造型(modeling) • 动画控制(animating) • 渲染(rendering)
建模 动画效果设置 渲染
造型
• 定义 使用数学模型、物理模型或算法来定义、
显示和存储物体模型的方法或技术
造型
几何造型技术 造 型
过程造型技术
加灯光与摄像机
加灯光与摄像机
动画效果设置
• 让场景中的物体模型动起来，使它在场景 中活灵活现、多姿多彩地进行表演
场景渲染
• 动画制作最后阶段的工作，完成了建模、 赋材质和贴图、加灯光和摄像机以及动画 效果设置各道工序后，需要通过计算机的 “渲染”来生成动态的影像文件或图像序 列
场景渲染
• “渲染”之前的各道工序只是建立动画的 场景文件，即设定动画场景中角色的几何 模型参数、材质属性参数、灯光参数、摄 像机参数和动画的关键值等，需要计算机 系统将这些设定参数带入相关的计算机图 形算法和动画算法进行计算，才能真正生 成动画序列
CSG构造实体几何法
• 优点 表示简洁、数据量小 可方便转换成其他表示方法
• 缺点 能够表示的形体种类受基本几何体的限制 对形体的局部操作不易实现
几何造型技术
特征表示法 CSG构造实体几何法 边界表示法 空间分割法
边界表示法
• 定义 通过物体的点、边、面等边界信息来定义 物体
边界信息
几何信息
描述物体点、边、面的位置、大小和形状 的几何信息
L-系统
F:前行一个单位 L:左转一个角度 R:右转一个角度
替换规则：F F[RF]F[LF]F
L-系统
过程造型技术
基于分形技术的造型 基于粒子系统的造型 基于物理的造型
基于粒子系统的造型
• 定义 粒子系统是以大量基本粒子的聚合来形成 物体的造型技术，每个粒子具有“出生”、 “运动”、“死亡”的生命特征，适合构 造具有较强动态特征的不规则物体
特征表示法 CSG构造实体几何法 边界表示法 空间分割法
基于分形技术的造型 基于粒子系统的造型 基于物理的造型
几何造型技术
特征表示法 CSG构造实体几何法 边界表示法 空间分割法
特征表示法
• 定义 使用一组特征参数来定义和生成物体
特征
பைடு நூலகம்
形状特征 材料特征
长、宽、高 半径、开口角度 孔径
硬度 密度 弹性 延展性
基于分形技术的造型 基于粒子系统的造型 基于物理的造型
基于物理的造型
• 定义 将物体的物理属性和几何形状有机地结合起
来，运用动力学原理，使得所构造的物体 在力的作用下进行空间运动或发生形状变 化。
基于物理的造型
质点弹簧模型
过程造型技术总结
将时间性、随机性特征以及动力学性质 引入所塑造的三维几何模型中，使得造型 对象的形状随着造型过程的进行而发生变 化，非常适合塑造外形不是很规则、具有 动态变化性质的景物