臺灣博碩士論文加值系統

本論文採用有限元素法，分析肌肉施力控制變形的情形，再以變形的結果呈現面部表情的變化。論文中採用DKT與CST有限元素的組合來做為網格結構分析的基礎，使每個節點有六個自由度，並以此來處理變形問題。除此之外，這裡也討論關於電腦繪圖所需的知識，以及人類臉部肌肉的分布與其對應功能，並在之後介紹實作的結果。
而本論文的主要目的，是在於希望藉由目前實作的結果，提供後人在做更精緻的模擬時的一些方向，或者當要為機器人加入臉部表情變化時，提供一些參考的施力值與施力比例。

In this paper, we analyze the human facial deformation due to applied muscle force by the finite element method. We take the results of the deformation to control facial expressions. There are six degrees of freedom on each node of the finite element composed of DKT and CST. Besides, we discuss the knowledge about computer graphics and the muscle distributions of human face and their functions. We present the results of our experiment in color pictures with contrast of the expressions before and after the force application.
The major purpose of this paper is that we hope to offer later generations some directions of making some better simulations by the results of our experimentation. Or we can offer some applying information when we want to add some facial expressions for robots.

中文摘要……………………………………………………….i
英文摘要……………………………………………………….ii
誌謝……………………………………………………….iii
目錄……………………………………………………….iv
圖目錄……………………………………………………….vi
一、緒論………………………………………………….1
二、有限單元基礎……………………………………….3
2.1薄膜結構－平面應力問題………………………….3
2.2薄板結構－平面彎矩問題………………………….5
2.3組合結構…………………………………………….6
2.4勁度矩陣的組合…………………………………….7
2.5ID Array and Band-Symmetric Matrix………….9
三、電腦繪圖及立體著色顯示………………………….14
3.1物體與觀察者……………………………………….15
3.2光源、觀測與照度………………………………….16
3.3馬克光帶效應(Mach Band Effect)……………….18
3.4實作原理…………………………………………….18
3.5隱藏面處理………………………………………….21
3.5.1z緩衝區演算法……………………………………..22
3.5.2深度排序演算法…………………………………….23
3.5.3實作比較…………………………………………….25
四、肌腱結構功能與實作原理………………………….27
4.1臉部模型與有限元素法…………………………….30
4.2肌肉動作討論……………………………………….31
4.3臉部肌肉動作……………………………………….32
五、表情變化實作……………………………………….36
5.1網格特性與邊界條件設定………………………….36
5.2單一肌肉動作討論………………………………….39
5.3表情變化與多肌肉控制…………………………….45
5.4動畫討論…………………………………………….54
六、結論………………………………………………….55
參考文獻……………………………………………………….56
附錄一組合結構勁度矩陣處理程式……………………….57
附錄二帶狀對稱矩陣處理程式…………………………….60

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