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                    Flash角色動畫控制系統的設計

                    添加時間:2018/08/11 來源:東北大學 作者:李雪松
                    學習和使用Flash動畫制作工具和Actionscript 3.0編程技術,本人對Flash矢量圖形繪制技術、Flash動畫關鍵幀技術、骨豁動畫技術、.基于Actionscript 3.0的交互媒體應用軟件研發等技術有了一定的研究基礎。
                    以下為本篇論文正文:

                    摘要

                      如今,計算機動畫已經發展成為一門涉及計算機圖形學、數學、物理學、藝術等學科知識的跨學科領域。隨著計算機動畫被廣泛地應用于教學、仿真、數字娛樂等眾多領域,計算機動畫產業己經發展成為一個新的經濟增長點。但是,我國的動畫產業仍處于發展階段,仍然存在許多問題亟待解決。其中,專業人才的匱乏,自主研發能力的不足,核心技術的缺失等已經成為嚴重制約我國動畫產業發展的關鍵問題。

                      本文實現了基于混合驅動的交互式角色動畫框架,將運動學和角色表演進行模塊化組合。動畫技術的組合,能夠利用該技術簡易調動動畫資源庫的相應素材,生成滿足動畫師要求的角色動畫。本文系統的闡述了炻色運動的不同控制方式,并采用混合驅動的方法解決了單一控制方式下角色在交互式場景中運動時產生的問題。

                      本文對計算機動畫相關技術進行了較為系統的研究,并且嚴格遵循面向對象的軟件幵發方法設計和實現了一個有助于有效降低角色動畫制作成本,提高動畫制作效率,真實反映客觀世界物體運動規律的Flash角色動畫運動控制系統。

                      本文研發的Hash角色動畫運動控制系統建立了一個完整的體系結構,并實現了部分計算機運動控制技術,為后續Flash動畫系統的研發打下了堅實的基礎。Flash角色動畫控制系統同時考慮到動畫產業從業人員的計算機基礎普遍薄弱的特點,力求在應用方面盡量簡潔、方便和易于掌握。本系統通過在實際項目中的應用,對于其操作性、實用性進行了長期的驗證,并對實際應用中出現的問題進行了修正。該系統目前已經是一款較為成熟的動畫生產輔助系統,未來隨著不斷的測試弓改進,將在動畫生產和研發領域擁有更加廣闊的應用空間。

                      關鍵詞:面向對象,F]ash角色動畫,控制系統,交互式,運動規律

                    Abstract

                      Recently, computer animation has already become an emerging interdisciplinary study which utilizes the knowledge of computer graphics, mathematics, physics, art, and other disciplines comprehensively. Along with the computer animation is widely applied in the teaching, simulation and digital entertainment, etc,computer animation industry has become a new economic growth point. But our country's animation industry is still at the stage of development, there are still many problems to be solved. Among them,the lack of professional talents, the shortage of the independent research and development ability, the core technology have become a serious lack of restricting our animation industry development key problems.

                      This dissertation has realized based on the mix actuation interactive role animation frame, carries on the kinematics and the role performance the modular combination.The animation technology combination, can use can use this technical simple reassignment animation resources storehouse the corresponding source material, the production satisfies the role animation which the animator requests.The question which this article system elaboration role movement different control mode, and used the mix actuation the method to have solved under the unicontrol way the role when interactive scene movement produces.

                      In this dissertation, the relevant computer animation technology is systematically studied, and a Flash animation motion system software is designed and implemented through strictly following the object-oriented methods of software development that can be used to effectively reduce the role animation production cost,and improve the Flash animation production efficiency, and really reflect the motion of the object in the real world.

                      This researches and develops an animation motion system which sets up a relatively complete system architecture, and implements some motion control technology, so that the subsequent Flash animation system research and development is built a solid foundation. But there also exist some deficiencies. For example, the system still considers only the skeletal animation related Junction module, and many other types of character motion have not been realized.

                      Key words: object orientation; Flash character animation; motion system; actuation interactive ; Exercise regulation.

                      計算機動畫是伴隨著計算機硬件和圖形算法的高速發展而形成的一個計算圖形學的分支。它是通過對客觀世界的模擬和對虛擬世界的創造再現,綜合利用計算機科學、藝術、數學、物理學和其它相關學科的技術和知識,通過計算機生成一系列連續的靜態圖像,然后利用人眼視覺暫留特性使視覺產生動態而逼真效果的一項技術['〕。隨著計算機技術的迅猛發展及其在動畫領域的廣泛應用,計算機動畫無論是在理論,還是在應用方面均已取得了巨大的成功,并且已經發展成為影響國民經濟的核心產業之一。

                      相對于傳統動畫而言,計算機動畫具有操作方便、顏色一致、線條清晰、修改和檢查方便、生產效率高、應用領域廣等優勢。有鑒于此,計算機動畫已經成為我們日常生活中必不可少的一部分。然而,盡管我國的動畫產業近年來在政府的大力扶持下取得了長足的進展,并對促進國民經濟的發展,豐富人們的文化娛樂生活起到了積極的作用,我們還必須清醒地認識到,我國的動畫產業尚處于發展階段,仍然存在許多不容忽視的問題。其中,專業人才的匱乏,自主研發能力的不足,核心技術的缺失等問題日益凸顯,并且嚴重制約了我國動畫產業的發展。因此,針對計算機動畫技術的研究和相關軟件工具的開發顯得非常必要,而且具有重要的意義。

                      運動捕捉技術(Motion Capture)通過傳感器捕獲演員主要關節的運動軌跡,實現動畫角色運動信息記錄自動化,自動產生運動的基本軌跡,然后將記錄的運動信息傳遞給動畫模型,從而達到控制角色運動的目的。傳感器釆樣點通常分布在運動模型的頭部、軀干、四肢;手勢和表情等次要運動則采用其它動畫方法添加到捕獲的主要運動上。運動捕捉的關鍵在于捆綁演員身上的傳感器采樣點和計算機中受控的模擬演員的關節必須嚴格對應。傳感器數目的多少取決于角色的運動類型、數據傳遞方式和運動約束類型等。該技術可以極大地減輕角色動作設計的手工操作,但是技術復雜,制作成本昂貴。

                      上述各種技術在不同的領域均取得了成功,但是仍然各有優缺;I。關鍵頓技術不考慮角色的物理屬性以及參數之間的相互關系,因此插值得到的運動不一定合理,有可能仍然需要動畫師對運動進行仔細的調整。運動捕捉技術可以說是運動的復制,所捕捉的數據只能應用于特定的環境,對場景變化或用戶需求改變的適應能力較弱,而且需要購買先進昂貴的軟硬件設施。運動學和動力學等方法計算量大,算法復雜,應用領域窄。程序動畫算法簡單,但隨意性差,只適用于某些特定#型的運動。

                      本文將對計算機動畫相關技術進行了較為系統的研究,然后在此基礎上應用面向對象的軟件幵發方法設計并實現一個計算機角色動畫動作系統。

                      本文共分為7個章節。具體章節結構安排如下:

                      第1章緒論,簡單地介紹本項目研發的背景和意義、國內外研究現狀,以及主要研究內容和論文組織結構。

                      第2章相關技術簡介,簡要地介紹本項目研發過程中所涉及的相關技術,包括面向對象技術、計算機動畫技術等內容。

                      第3章系統分析,詳細地分析本項目的具體需求,包括功能性需求和非功能性需求。

                      第4章系統設計,在第3章系統分析的基礎上,對本項目進行系統地設計,包括系統總體設計、接口設計、相關類的設計等。

                      第5章系統實現,編碼實現第4章的所有設汁內容。

                      第6章系統測試,介紹木項目的測試內容和測試結果,并進行客觀公正的評價。

                      第7章總結與展望,總結木文的研發工作,并對其進行展望。

                      Flash角色動畫控制系統測試:

                    加速運動
                    加速運動

                     句速運動
                    句速運動

                    局部運動
                    局部運動

                    幵門動畫
                    幵門動畫

                    目 錄

                      摘要
                      Abstract
                      第1章 緒論
                        1.1 課題背景和意義
                        1.2 國內外研究現狀
                        1.3 主要研究內容與論文組織結構
                        1.4 本章小結
                      第2章 相關技術簡介
                        2.1 引言
                        2.2 面向對象技術
                          2.2.1 基本觀點
                          2.2.2 應用范疇
                          2.2.3 類設計策略
                        2.3 計算機動畫技術
                        2.4 Flash
                        2.5 Actionscript
                        2.6 本章小結
                      第3章 系統分析
                        3.1 引言
                        3.2 功能性需求
                          3.2.1 用戶需求
                          3.2.2 系統需求
                          3.2.3 其它需求
                        3.3 非功能性需求
                          3.3.1 界面需求
                          3.3.2 軟硬件環境謠求
                          3.3.3 產品質諒需求
                        3.4 本章小結
                      第4章 系統設計
                        4.1 引言
                        4.2 總體設計
                          4.2.1 需求規定
                          4.2.2 設計原則
                          4.2.3 編碼規范
                          4.2.4 系統架構
                        4.3 接口設計
                          4.3.1 外部接口
                          4.3.2 內部接口
                        4.4 類的設計
                        4.5 本章小結
                      第5章 系統實現
                        5.1 引言
                        5.2 應用框架類
                        5.3 應用程序類
                        5.4 角色類
                        5.5 輸入管理器類
                        5.6 物理管理器類
                        5.7 圖形管理器類
                        5.8 聲音管理器類
                        5.9 本章小結
                      第6章 系統測試
                        6.1 引言
                        6.2 測試環境
                        6.3 測試內容
                        6.4 測試結果及評價
                          6.4.1 功能測試
                          6.4.2 用戶界面測試
                          6.4.3 性能測試
                        6.5 本章小結
                      第7章 總結與展望
                      參考文獻
                      致謝

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