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基于非真实感（NPR）技术的卡通流水动画模拟

作　者: 鄢宏杰
导　师: 陈天洲
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机应用
关键词: 非真实感技术(NPR) 卡通流水生成
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

水在自然界分布非常广泛，从大的方面看以水构成的场景包括江河湖海，从小的方面看包括瀑布、溪流等。水在我们日常生活环境中是如此重要，所以在卡通动画中不可避免地要用到它们以烘托动画气氛并增强动画的真实感。由于水没有机械强度而只是较弱地拢在一起，在不同的流速、风力等外界条件下水的运动形态也不同，如江河湖海的水面运动随着风力强度的增加而越发复杂，即使对同一个水面在不同距离上看其形态也因细节的不同而呈现出不同的形状。目前在卡通动画中水的表现仍依赖手工绘制，如中央电视台制作的《哪咤传奇》，其中的流水场面(瀑布、河流、汪洋，龙王吐水等)都是一张张在纸上画出来然后扫描到计算机里。由于《哪咤传奇》这类动画作品中有许多水面附近及水面上的故事情节，故其流水动画的绘制工作量非常之大，费工费时，且浪费大量纸张。本文介绍了一个卡通动画模拟系统(流水部分)。在系统中用户先交互画出少量的控制点，再通过选择水波类型以及输入少量参数，系统便可以利用非真实感技术(NPR)自动生成与目前电视动画中的卡通流水质量相当动画序列。系统主要包括瀑布模型，大浪模型和障碍物水花溅射模型。该系统可以使普通的用户把复杂的卡通流水手工绘制劳动转化成输入少量的点和参数，从而显著提高卡通动画的生产效率并节约大量纸张。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
第一章绪论  6-9
  1．1、非真实感绘制技术介绍  6-8
    1．1．1、非真实感绘制技术的发展历程  7
    1．1．2、非真实感绘制技术的分类  7-8
    1．1．3、几个关于NPR的问题  8
  1．2、本文章节结构  8-9
第二章、非真实感绘制技术概论  9-25
  2．1、非真实感绘制技术的出现  9-12
    2．1．1、真实感绘制与非真实感绘制  9-11
    2．1．2、非真实感绘制技术的意义  11-12
  2．2、非真实感绘制技术的发展历史  12-13
  2．3、主要的非真实感绘制技术  13-20
    2．3．1、第一种分类方法  13-18
      2．3．1．1、不需要用户干预的2维／2.5维NPR  14-16
      2．3．1．2、不需要用户干预的3维NPR  16-17
      2．3．1．3、需要用户干预的2维／2.5维NPR  17-18
      2．3．1．4、需要用户干预的3维NPR  18
    2．3．2、第二种分类方法  18-19
    2．3．3、非真实感绘制中的Outline  19-20
  2．4、非真实感的动画  20
  2．5、我们在NPR上的研究兴趣  20-25
    2．5．1、使用自回归模型模拟国画效果的动画水  20-22
    2．5．2、卡通动画雨的模拟  22-25
第三章、卡通动画模拟背景及目标  25-32
  3．1 背景  25-28
    3．1．1 手工绘制的卡通流水  26-28
  3．2 卡通模拟系统的目标  28
  3．3 当前系统  28-32
第四章、卡通流水系统整体结构  32-35
  4．1 系统整体结构  32-33
  4．2 人机交互  33-35
    4．2．1 界面交互  33
    4．2．2 参数设置及操作  33-35
第五章、技术实现  35-53
  5．1 流水路径控制线  35-36
  5．2 瀑布模型  36-43
    5．2．1 瀑布水波控制  36-38
      5．2．1．1 主水波骨架  36-37
      5．2．1．2 前波及后波  37-38
      5．2．1．3 其它散乱波纹  38
    5．2．2 动态效果控制  38-42
      5．2．2．1 波纹大小控制  39-40
      5．2．2．2 波纹间距及流速控制  40
      5．2．2．3 起始点及终止点的处理  40-42
    5．2．3 效果示意  42-43
  5．3 大浪模型  43-47
    5．3．1 流水路径控制线  43
    5．3．2 大浪水波控制  43-46
      5．3．2．1 波浪起伏控制  44-45
      5．3．2．2 浪花生成  45-46
      5．3．2．3 其它散乱波纹  46
    5．3．4 效果示意  46-47
  5．4 溅射模型  47-51
    5．4．1 流水路径及水波纹  47
    5．4．2 障碍物溅水  47-49
    5．4．3 正面大的障碍物溅水  49-50
    5．4．4 效果示意  50-51
  5．5 动态效果  51-53
第六章、未来与展望  53-55
  6．1、NPR风格的动画生成  53
  6．2、三维非真实感的游戏  53
  6．3、非真实感的场景漫游  53-54
  6．4、实时的视频风格化  54-55
参考文献  55-60
致谢  60

基于非真实感（NPR）技术的卡通流水动画模拟

内容摘要

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