虛擬人頭發(fā)實(shí)時模擬研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展和顯示技術(shù)的不斷更新，把虛擬人體作為動畫角色已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)動畫中的研究熱點(diǎn)。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)創(chuàng)造的虛擬人物在電影、游戲、廣告等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。頭發(fā)繪制對于繪制真實(shí)的人體起著至關(guān)重要的作用。然而，如何在實(shí)時條件下實(shí)現(xiàn)頭發(fā)的真實(shí)繪制一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域中一個非常具有挑戰(zhàn)性的問題?？删幊虉D形硬件技術(shù)的高速發(fā)展為虛擬人頭發(fā)的實(shí)時模擬提供了可能。 本文提出了一種基于可編程圖形硬件支持的實(shí)時頭發(fā)繪制算法。傳統(tǒng)的基于

2、交互的頭發(fā)建模，會遇到頭皮模型復(fù)雜、效率較低和手工分布發(fā)束工作量大的困難，本文通過在第三方軟件中設(shè)置關(guān)鍵發(fā)線的方式，可以完成發(fā)線在頭皮網(wǎng)格上的均勻分布和發(fā)束面片的生成。算法獨(dú)立于頭部網(wǎng)格模型的幾何特性，能夠應(yīng)用于不同的場景。 由于頭發(fā)的各向異性，傳統(tǒng)光照算法很難在實(shí)時條件下完成復(fù)雜頭發(fā)模型的光照計(jì)算。為了增強(qiáng)模擬的真實(shí)性，本文利用Kajiya-Kay光照模型完成對頭發(fā)漫反射光和鏡面反射光的模擬，算法支持光源的動態(tài)調(diào)整，能夠?qū)崟r計(jì)