Предисловие
От автора
Глава 1. Введение
1.1Восприятие
1.2Наследие анимации
1.2.1Ранние устройства
1.2.2Ранние дни традиционной анимации
1.2.3Уолт Дисней
1.2.4Вклад других
1.2.5Другие материалы для анимации
1.2.6Принципы компьютерной анимации
1.3Производство анимации
1.3.1Подзадачи в производстве компьютерной анимации
1.3.2Цифровое редактирование
1.3.3Цифровое видео
1.4Краткая история компьютерной анимации
1.4.1Ранняя деятельность
1.4.2Средние годы
1.5Краткое содержание главы
Ссылки
Глава 2. Основные понятия
2.1 Пространства и преобразования
2.1.1 Графический конвеер
2.1.2 Однородные координаты и матрицы преобразований
2.1.3. Составные преобразования: умножение матриц преобразований
2.1.4 Элементарные преобразования
2.1.5 Представление произвольной ориентации
2.1.6. Выделение преобразований из матрицы
2.1.7 Описание преобразований в графическом конвеере
2.1.8 Соображения по поводу ошибок округления
2.2 Представление ориентации
2.2.1 Представление при помощи фиксированных углов
2.2.2 Представление с использованием углов Эйлера
2.2.3 Угол и ось
2.2.4 Кватернионы
2.3 Обзор главы
Ссылки
Глава 3.Интерполяция и основные методы
3.1 Интерполяция
3.1.1 Подходящая функция
3.2 Управление движением вдоль кривой
3.2.1. Вычисление дуги кривой
3.2.2 Управление скоростью
3.2.3 Плавный вход/плавный выход
3.2.4 Постоянное ускорение: Параболическое плавное вхождение/плавное выхождение
3.2.5 Общие функции расстояния-времени
3.2.6 Построение кривой, проходящей через пары точек положение-время
3.3 Интерполяция поворотов, представленных кватернионами
3.4 Следование по пути
3.4.1 Ориентация вдоль пути
3.4.2 Сглаживание пути
3.4.3 Определение пути вдоль поверхности
3.5 Системы с использованием ключевых кадров
3.6 Анимационные языки
3.6.1 Анимационные языки, ориентированные на художников
3.6.2 Артикуляционные переменные
3.6.3 Графические языки
3.6.4 Анимационные языки, построенные на модели actor
3.7 Деформация объектов
3.7.1 Искажение объекта
3.7.2 Деформация координатной сетки
3.8 Морфинг (2D)
3.8.1 Подход, основанный на координатной сетке
3.8.2 Морфинг, основанный на особенностях
3.9 Трехмерная интерполяция формы
3.9.1 Выравнивание топологий
3.9.2 Звездные многогранники
3.9.3 Осевые срезы
3.9.4 Отображение на сферу
3.9.5 Рекурсивное подразбиение
3.9.6 Краткое изложение
3.10 Краткое изложение главы
Ссылки
Глава 4.Углубленные алгоритмы
4.1 Автоматическое управление камерой
4.2 Иерархическое кинематическое моделирование
4.2.1 Представление иерархических моделей
4.2.2 Прямая кинематика
4.2.3 Локальные координатные системы
4.2.4 Обратная кинематика
4.2.5 Краткое содержание
4.3 Моделирование твердых тел
4.3.1 Тела в свободном падении
4.3.2 Соприкасающиеся тела
4.4 Обеспечение выполнения мягких и жестких ограничений
4.4.1 Гибкие объекты
4.4.2 Виртуальные пружины
4.4.3 Минимизация энергии
4.4.4 Пространственно-временные ограничения
4.5 Управление группами объектов
4.5.1 Системы частиц
4.5.2 Поведение стаи
4.5.3 Автономное поведение
4.6 Неявные поверхности
4.6.1 Определение неявных поверхностей
4.6.2 Анимация с использованием неявно-заданных объектов
4.6.3 Определение столкновений
4.6.4 Деформирование неявных поверхностей в результате столкновения
4.6.5 Краткое изложение
4.7 Краткое изложение главы
Ссылки
Глава 5 Природные явления
5.1 Растения
5.1.1 Немного ботаники
5.1.2 L-системы
5.1.3 Анимация процесса роста
5.1.4 Выводы
5.2 Вода
5.2.1 Вода с неподвижной поверхностью и малые волны
5.2.2 Анатомия волн
5.2.3 Моделирование океанских волн
5.2.4 Перемещение воды
5.2.5 Выводы
5.3 Газообразные явления
5.3.1 Основные подходы к моделированию газов
5.3.2 Вычислительная динамика текучих сред
5.3.3 Облака
5.3.4 Огонь
5.3.5 Выводы
5.4 Выводы главы
Ссылки
Глава 6. Моделирование и анимация сочлененных фигур
6.1 Дотянуться и схватить
6.1.1 Моделирование руки
6.1.2 Плечевой сустав
6.1.3 Кисть
6.1.4 Согласованные движения
6.1.5 Протягивание руки в обход препятствий
6.1.6 Сила
6.2 Ходьба
6.2.1 Механика движения
6.2.2 Кинематика ходьбы
6.2.3 Использование динамики для получения реалистичного движения
6.2.4 К динамическому управлению
6.2.5 Выводы
6.3 Анимация лица
6.3.1 Типы моделей лиц
6.3.2 Создание модели
6.3.3 Текстуры
6.3.4 Подходы к анимации лица
6.4 Обзор виртуальных представлений человека
6.4.1 Представление геометрии тела
6.4.2 Получение геометрических данных
6.4.3 Изменение геометрии
6.4.4 Одежда
6.4.5 Волосы
6.4.6 Детали поверхности
6.5 Послойное представление фигуры человека
6.6 Ткань и одежда
6.6.1 Простая драпировка
6.6.2 Одевание
6.7 Захват движения
6.7.1 Обработка изображений
6.7.2 Калибровка камеры
6.7.3 Восстановления положения в трехмерном пространстве
6.7.4 Подгонка к скелету
6.7.5 Изменение захваченного движения
6.7.6 Выводы
6.8 Выводы главы
Приложение А. Методы расчета изображений
А.1 Двойная буферизация
А.2 Комбинирование
А.2.1 Комбинирование без информации о глубине
А.2.2 Комбинирование с информацией о глубине
А.3 Показ движущихся объектов: эффект размытости
А.4 Отбрасывая тень
А.5 Выводы
Ссылки
Приложение Б. Базовые знания
Б.1 Векторы и матрицы
Б.1.1 Обратная матрица и решение системы линейных уравнений
Б.1.2 Разложение по собственным значениям
Б.2 Вычисления в геометрии
Б.2.1 Компоненты вектора
Б.2.2 Длина вектора
Б.2.3 Скалярное произведение
Б.2.4 Векторное произведение
Б.2.5 Процедуры для работы с векторами и матрицами
Б.2.6 Кратчайшее расстояние между двумя прямыми в трехмерном пространстве
Б.2.7 Вычисление площадей
Б.2.8 Теорема косинусов
Б.2.9 Барицентрические координаты
Б.2.10 Вычисление ограничивающих поверхностей
Б.3 Преобразования
Б.3.1 Преобразование точки с использованием умножения вектора на матрицу
Б.3.2 Преобразование вектора с использованием умножения вектора на матрицу
Б.3.3 Поворот вокруг оси на заданный угол
Б.3.4 Кватернионы
Б.4 Интерполяция и аппроксимация кривых
Б.4.1 Уравнения: основные понятия
Б.4.2 Простейшая линейная интерполяция: алгебраическая и геометрическая формы
Б.4.3 Параметризация длиной дуги
Б.4.4 Вычисление производных
Б.4.5 Интерполяция Эрмита
Б.4.6 Сплайны Кэтмула-Рома
Б.4.7 Четырехточечное представление
Б.4.8 Соединенные параболы
Б.4.9 Интерполяция/аппроксимация Безье
Б.4.10 Построение кривых Безье методом Де Кастело
Б.4.11 Управление упругостью, непрерывностью и наклоном
Б.4.12 В-сплайны
Б.4.13 Аппроксимация кривой по заданному набору точек
Б.5 Случайные данные
Б.5.1 Шум
Б.5.2 Турбулентность
Б.5.3 Генератор случайных чисел
Б.6 Основы физики
Б.6.1 Координаты, скорость и ускорение
Б.6.2 Круговое движение
Б.6.3 Законы движение Ньютона
Б.6.4 Инерция и инерциальная система отсчета
Б.6.5 Центр масс
Б.6.6 Вращающий момент
Б.6.7 Равновесие: уравновешивающие силы
Б.6.8 Сила тяжести
Б.6.9 Центростремительная сила
Б.6.10 Контактные силы
Б.6.11 Центробежная сила
Б.6.12 Работа и потенциальная энергия
Б.6.13 Кинетическая энергия
Б.6.14 Закон сохранения энергии
Б.6.15 Закон сохранения импульса
Б.6.16 Колебательные движения
Б.6.17 Затухание
Б.6.18 Угловой импульс
Б.6.19 Тензор инерции
Б.7 Методы численного интегрирования
Б.7.1 Интегрирование функций
Б.7.2 Интегрирование обыкновенных дифференциальных уравнений
Б.8 Стандарты видеозаписи
Б.8.1 Аналоговые форматы
Б.8.2 В цифровом мире
Б.9 Калибровка камеры
Ссылки
Предметный указатель