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研究生: 戴坤霖
Dai, Kuan-Lin
論文名稱: 應用於iBMPS之各種二維與三維註冊之探討
Some 2D and 3D Registrations in iBMPS
指導教授: 蔡明俊
Tsai, Ming-June
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 119
中文關鍵詞: 編碼立體標誌框真實人體模型遺失標誌框匹配與註冊佩戴工具之註冊人體模型渲染運動追蹤
外文關鍵詞: Coded marker, Real human model, Registration of missing marker, Registration of mounted tool, Human model rendering, Motion capture
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  • 本實驗室開發之iBMPS -Capture (Intelligent Body Motion Processing System)系統,其主要宗旨為捕捉人體動態,以提供後續研究及應用,而本研究利用多種註冊模型來改善iBMPS系統之功能,其中包含了利用雙四元數來重新註冊位於人體身上的遺失標誌框,以及將標誌框註冊於人體額外配戴之工具上,使運動捕捉時也能捕捉到其人體配戴工具之運動軌跡,並在最後同時利用平面標誌框以及立體標誌框之架構來完成多人體及多工具之運動捕捉。
    此外本研究還將運動捕捉結果中的人體模型網格的法向量,經過計算處理後重新註冊在人體身上的各個網格,並利用彩色貼圖註冊的方式,來實現人體網格彩繪之功能。

    The main purpose of iBMPS-Capture(Intelligent Body Motion Processing System) is to capture the motion of human and provide for further implementation. This study uses several registration model to improve the function of iBMPS system. It includes using dual-quaternion to register the missing marker mounted on subject. By registering the marker mounted on the tool, we can capture the motion of tool simultaneously. And we use the flat marker and cubic marker at the same time to achieve the motion capture of multi-person multi-tool.
    Additionally, we use texture mapping method to paste the cloth texture on human model. Then we use Phong Shading method to average and re-register the normal vector of 3D vertex in human model. By using both method, we make the virtual model look like as same as the real human.

    目錄 中文摘要 I 致謝 VI 目錄 VII 表目錄 X 圖目錄 XI 第1章 序論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 論文綱要 4 第2章 iBMPS系統架構 5 2.1 系統硬體設備 5 2.2 系統軟體介紹 13 2.2.1 軟體功能說明 15 2.2.2 軟體資料流說明 19 2.3 系統架設 24 第3章 遺失標誌框於人體連桿之重新註冊 29 3.1 人體標誌框註冊階段之原理及方法 29 3.2 遺失標誌框之註冊方法 34 3.2.1 標誌框之比對及捕捉 34 3.2.2 遺失標誌框之註冊原理 38 3.3 遺失標誌框註冊之實際測試 42 3.3.1 遺失標誌框註冊之運作流程 42 3.3.2 實際測試結果 45 第4章 工具註冊於iBMPS系統 49 4.1 工具註冊之相關檔案格式與建立方法 49 4.1.1 工具之STL與STC檔建立方法 50 4.1.2 標誌框註冊於工具之應用方法 54 4.2 工具註冊於iBMPS系統之應用流程 59 4.2.1 iBMPS系統工具註冊介面 59 4.2.2 工具註冊之流程 65 4.3 工具註冊於運動追蹤之實際測試 69 第5章 多人體及多工具之運動追蹤 72 5.1 立體標誌框之建立 72 5.1.1 立體標誌框之設計與製作流程 73 5.1.2 立體標誌框之座標轉換 78 5.2 多人體及多工具運動追蹤之實驗設置 84 5.3 多人體及多工具運動追蹤之實驗結果 90 第6章 平滑著色法運用於iBMPS系統 92 6.1 材質貼圖之原理及方法 92 6.2 運用CUDA運算於平滑著色法 102 6.2.1 平滑著色法原理及方法 102 6.2.2 CUDA之架構介紹 105 6.2.3 實際CUDA運用之流程 107 6.3 材質貼圖與平滑著色法之應用成果 111 第7章 結論與建議 114 7.1 研究成果 114 7.2 討論及建議 115 7.3 未來展望 117 參考文獻 118

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