Интерполяция (компьютерная графика) - Interpolation (computer graphics)

В контексте живых действий и компьютерной анимации , интерполяция является inbetweening или заполнение кадров между ключевыми кадрами. Обычно он вычисляет промежуточные кадры с помощью (обычно) кусочно- полиномиальной интерполяции для полуавтоматического рисования изображений.

Для всех приложений этого типа художник-график определяет набор «ключевых моментов». Это значения, которые довольно сильно разнесены в пространстве или времени и представляют желаемый результат, но только очень грубыми шагами. Затем вычисленный процесс интерполяции используется для вставки множества новых значений между этими ключевыми точками, чтобы получить «более плавный» результат.

В простейшем виде это рисование двумерных кривых. Ключевые точки, размещенные художником, используются компьютерным алгоритмом для формирования плавной кривой либо через эти точки, либо рядом с ними. Типичный пример двумерной интерполяции по ключевым точкам см. В кардинальном сплайне . Для примеров, которые идут рядом с ключевыми точками, см. Неравномерный рациональный B-сплайн или кривую Безье . Это распространяется на формирование трехмерных кривых, форм и сложных динамических художественных узоров, например, используемых в лазерных световых шоу.

Процесс можно распространить на движения. Путь объекта можно интерполировать, указав некоторые ключевые местоположения, а затем вычислив множество промежуточных местоположений для плавного движения. Помимо положения, можно рассчитать скорость или скорость, а также ускорение на пути, чтобы имитировать динамику реального движения. Если объекты слишком большие или сложные для перемещения, можно изменить положение и ориентацию камеры. Последнее обычно называют управлением движением .

Далее, можно интерполировать ориентации (вращения) объектов и частей объектов, а также части полных персонажей. Этот процесс имитирует то, что использовалось в ранних мультфильмах. Мастера-аниматоры рисовали ключевые кадры фильма, а затем младшие аниматоры рисовали промежуточные кадры. Это называется промежуточным кадром или промежуточным кадром, а весь процесс называется « анимацией по ключевым кадрам». Чтобы эти движения казались реалистичными, были найдены алгоритмы интерполяции, которые следуют или приближают реальную динамику движения. Это относится к таким вещам, как движение рук и ног от кадра к кадру или движение всех частей лица с учетом движения важных, ключевых точек лица. Определение движения основных прядей волос, разложенных вокруг животного, можно превратить в полный мех. Используя собственные алгоритмы, можно формировать движения с уникальными, неестественными и забавными визуальными характеристиками. Цвет объекта может быть определен ключевыми цветовыми точками или рамками, позволяющими вычислять плавные цветовые градиенты вокруг объекта или изменяться во времени. Алгоритмы, такие как сплайн Кочанека – Бартелса, предоставляют дополнительные параметры настройки, которые позволяют настраивать промежуточное поведение в соответствии с широким спектром ситуаций.

Еще одна важная область этого предмета - вычислительная нагрузка этих алгоритмов. Алгоритмы с более быстрым временем выполнения стремятся получить больше этих результатов за меньшее время, чтобы быстрее завершить эти проекты. По мере увеличения разрешения для создания анимационных художественных фильмов объем обработки может значительно возрасти.

Смотрите также

• Морфинг
• Интерполяция движения

Рекомендации