專利名稱：統(tǒng)計(jì)動(dòng)態(tài)建模方法及設(shè)備的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及制作動(dòng)畫計(jì)算機(jī)生成的角色動(dòng)畫的方法和設(shè)備。本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域。很多計(jì)算機(jī)圖形圖像是通過對(duì)從一個(gè)給定的觀察點(diǎn)處的三維場(chǎng)景內(nèi)的光的交互作用數(shù)學(xué)建模來生成的。這一被稱之為渲染的過程產(chǎn)生來自觀察點(diǎn)處的場(chǎng)景的一個(gè)二維圖像，這類似于在真實(shí)世界中拍一張照片。通過渲染一個(gè)場(chǎng)景圖像序列，就如同場(chǎng)景在隨時(shí)間逐漸地變化，可以制作出動(dòng)畫序列。人們投入了很多精力致力于制作逼真的繪制圖片和動(dòng)畫。
動(dòng)畫，不論是手繪的還是計(jì)算機(jī)生成的，不光是一門科學(xué)，也是一門藝術(shù)。動(dòng)畫制作人不僅要讓一個(gè)場(chǎng)景看上去逼真，還要傳達(dá)適當(dāng)?shù)那楣?jié)發(fā)展和故事所要求的心理影響。在制作角色動(dòng)畫的時(shí)候尤其如此。角色推動(dòng)著故事情節(jié)的發(fā)展，并且和觀眾建立心理聯(lián)系(建立共鳴？)。
為了創(chuàng)建出具有藝術(shù)效果的角色動(dòng)畫，動(dòng)畫制作人經(jīng)常創(chuàng)建一個(gè)粗略的場(chǎng)景，然后微調(diào)角色動(dòng)畫以創(chuàng)建出一個(gè)期望的劇作和最終場(chǎng)景的表現(xiàn)形式。這類似于一個(gè)電影導(dǎo)演和演員一起排演，以求抓住完美地符合某個(gè)場(chǎng)景的情緒。因?yàn)閯?dòng)畫制作人對(duì)角色動(dòng)畫的表現(xiàn)力負(fù)責(zé)，因此允許動(dòng)畫制作人有效地微調(diào)角色動(dòng)畫，并且精確地預(yù)覽該動(dòng)畫的最終形式的動(dòng)畫工具就顯得很重要。
在計(jì)算機(jī)生成動(dòng)畫中，一個(gè)角色的外觀是由一個(gè)三維計(jì)算機(jī)模型來定義的。為了顯得逼真，角色的計(jì)算機(jī)模型往往很復(fù)雜，具有數(shù)以百萬計(jì)的表面和數(shù)以十萬計(jì)的屬性。由于制作如此復(fù)雜的模型動(dòng)畫的復(fù)雜性，動(dòng)畫工具往往依賴甲胄和動(dòng)畫變量來定義角色動(dòng)畫。甲胄是一種“棒狀圖”，用于表示角色的造型或者形體姿勢(shì)。通過移動(dòng)甲胄段，也就是“棒狀圖”的“棒”，可以操縱甲胄使之處于一個(gè)期望的姿勢(shì)。當(dāng)動(dòng)畫制作人為甲胄設(shè)定造型時(shí)，動(dòng)畫工具修改角色模型以使得角色的形體姿勢(shì)大致地反映出甲胄的形體姿勢(shì)。
動(dòng)畫變量是另一種用來定義復(fù)雜角色模型的角色動(dòng)畫的方法。動(dòng)畫變量是由一個(gè)函數(shù)所使用的用于修改角色模型的參數(shù)。動(dòng)畫變量及與其相關(guān)的函數(shù)被用于把對(duì)于一個(gè)角色模型的復(fù)雜的修改抽象為相對(duì)簡(jiǎn)單的控制。例如，動(dòng)畫變量可以定義角色的嘴展開的程度。在此例中，動(dòng)畫變量的值被用來確定使角色的嘴展開到期望的程度所需的角色甲胄的很多不同部件的位置。動(dòng)畫工具然后根據(jù)最終已設(shè)定造型的甲胄來修改角色模型以創(chuàng)建一個(gè)張著嘴的角色模型。
有很多不同的用于由一個(gè)甲胄來創(chuàng)建一個(gè)最終已設(shè)定造型的角色模型的方法。一種現(xiàn)有方法是將角色模型上的點(diǎn)與一個(gè)或多個(gè)甲胄段相關(guān)聯(lián)。當(dāng)甲胄被移動(dòng)至一個(gè)新的姿勢(shì)時(shí)，與每個(gè)甲胄段相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)基于與其相關(guān)聯(lián)的已設(shè)定造型的甲胄段的位置被運(yùn)動(dòng)地變換變換到一個(gè)新的位置。由于這種運(yùn)動(dòng)變換變換可以迅速的進(jìn)行，動(dòng)畫制作人可以互動(dòng)地對(duì)他們的動(dòng)畫進(jìn)行實(shí)時(shí)的或近乎實(shí)時(shí)的預(yù)覽和微調(diào)。然而，這種由運(yùn)動(dòng)變換變換所得到的動(dòng)畫往往顯得僵硬，“像木偶”。
此外，很多角色，像人和動(dòng)物，是可形變的柔軟物體。運(yùn)動(dòng)變換對(duì)于“柔軟物體”的表現(xiàn)特別地差，因?yàn)樗鼈儾荒芫_地模擬角色的形變。這使得角色不能按照它們所設(shè)定的造型那樣逼真地彎曲和凸起。另外，當(dāng)對(duì)柔軟物體應(yīng)用運(yùn)動(dòng)變換時(shí)，在角色接合處的模型表面，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生裂口和裂縫?？梢约尤腩~外的甲胄段以模擬彎曲和凸起的表面，并且平滑接合處的模型表面；然而，創(chuàng)建這些額外的甲胄段很耗時(shí)，并且最終已設(shè)定造型的角色經(jīng)常需要大量的手工微調(diào)以使得彎曲和凸起看上去逼真。
作為采用運(yùn)動(dòng)變換來制作軟體角色動(dòng)畫的一種備選方案，軟體角色動(dòng)畫可以采用物理模擬的方法來制作。在物理模擬方法中，通過一個(gè)材料物理模擬來處理角色模型以創(chuàng)建一個(gè)物理上逼真的軟體對(duì)象。該方法的建立很耗時(shí)，往往要求建模者不僅要定義角色的外形，例如皮膚，還要定義內(nèi)部的肌肉和骨骼。另外，處理由動(dòng)畫制作人為每個(gè)姿勢(shì)創(chuàng)建的角色模型是相當(dāng)耗費(fèi)計(jì)算量的，經(jīng)常為了得到一小段動(dòng)畫序列，需要數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天來計(jì)算角色的模型的形變。
由于動(dòng)畫處理的耗時(shí)性，動(dòng)畫制作人經(jīng)常不得不創(chuàng)建使用簡(jiǎn)化的“stand-in”模型的場(chǎng)景，然后等著看產(chǎn)生的帶有最終角色模型的動(dòng)畫。因?yàn)閯?dòng)畫制作人不能立刻看到他們的動(dòng)畫的最終結(jié)果，對(duì)角色的表現(xiàn)力進(jìn)行微調(diào)很困難，也缺乏效率。采用這種技術(shù)，動(dòng)畫制作人實(shí)質(zhì)上是盲從于工作的，并且只能猜測(cè)最終的結(jié)果。
動(dòng)畫角色也經(jīng)常在一個(gè)場(chǎng)景中與其它物體或角色相碰撞或者互動(dòng)。為了使碰撞看上去更加真實(shí)，動(dòng)畫角色需要圍繞著被碰撞物體發(fā)生形變。響應(yīng)碰撞所產(chǎn)生的逼真的角色形變?cè)谥谱髋鲎矂?dòng)畫中是必不可少的，特別是當(dāng)角色是軟體物體的時(shí)候。現(xiàn)有的角色造型技術(shù)，比如運(yùn)動(dòng)變換，不能逼真地使角色模型響應(yīng)碰撞產(chǎn)生形變。動(dòng)畫制作人因而必須手工地使角色模型的外形發(fā)生形變。物理模擬技術(shù)可以用于使角色模型響應(yīng)碰撞發(fā)生形變；然而，如上所討論的，物理模擬技術(shù)的建立和計(jì)算很耗時(shí)。因?yàn)槲锢砟M技術(shù)對(duì)時(shí)間的要求太高，動(dòng)畫制作人難以微調(diào)碰撞動(dòng)畫以傳達(dá)出適當(dāng)?shù)膭∏樾Ч?br> 期望有一種制作軟體角色的動(dòng)畫的方法和系統(tǒng)，它能夠1)逼真地使軟體角色形變以響應(yīng)甲胄姿勢(shì)；2)便于動(dòng)畫制作人操縱；3)可以迅速地被評(píng)估以使得動(dòng)畫制作人可以有效地微調(diào)動(dòng)畫；及4)允許動(dòng)畫制作人預(yù)覽角色模型的最終形象。還進(jìn)一步期望軟體角色可以由于其與自己或者外部物體的碰撞而逼真地形變。
發(fā)明概要一種制作軟體角色的方法，具有第一角色準(zhǔn)備階段和緊隨其后的第二角色動(dòng)畫階段。在角色準(zhǔn)備階段，為基底姿勢(shì)組中的每一個(gè)造型確定角色模型的皮膚形變。角色形變階段也在一些皮膚接觸點(diǎn)處確定角色模型響應(yīng)沖擊碰撞的皮膚形變。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，由于設(shè)定造型所造成的皮膚形變，被稱作皮膚模式響應(yīng)，和由于沖擊碰撞造成的皮膚形變，被稱作皮膚沖激響應(yīng)，采用該基底造型組而被簡(jiǎn)潔地表示。
在角色動(dòng)畫階段，該基底造型組，皮膚模式響應(yīng)，和皮膚沖激響應(yīng)，被用作創(chuàng)建最終的已設(shè)定造型的角色。不論所期望的角色姿勢(shì)如何，角色動(dòng)畫階段使用同一組基底姿勢(shì)，皮膚模式響應(yīng)，和皮膚沖激響應(yīng)。所以，對(duì)于一個(gè)角色模型，基底姿勢(shì)，皮膚模式響應(yīng)，和皮膚沖激響應(yīng)只需要被確定一次。
在一個(gè)實(shí)施例中，一種制作角色模型的方法包括由確定一組角色動(dòng)作來確定一個(gè)基底組，及對(duì)應(yīng)于該基底組來確定一組該角色模型的皮膚響應(yīng)。期望的角色姿勢(shì)被映射到基底組上以確定一組基本權(quán)重。該基本權(quán)重被應(yīng)用于一組皮膚響應(yīng)以創(chuàng)建已設(shè)定造型的角色模型。在另一個(gè)實(shí)施例中，映射角色姿勢(shì)，應(yīng)用一組基本權(quán)重，和映射一組皮膚響應(yīng)的步驟為了第二個(gè)期望的姿勢(shì)而被重復(fù)以創(chuàng)建第二個(gè)已設(shè)定造型的角色模型。
在一個(gè)實(shí)施例中，該組角色姿勢(shì)包括來自訓(xùn)練組的姿勢(shì)。在另一個(gè)實(shí)施例中，改組角色姿勢(shì)包括隨即創(chuàng)建的姿勢(shì)。在又一個(gè)實(shí)施例中，甲胄被用來像定義角色姿勢(shì)組以及期望的角色姿勢(shì)。在又一個(gè)實(shí)施例中，動(dòng)畫變量定義至少一部分期望的姿勢(shì)。
在一個(gè)實(shí)施例中，確定皮膚響應(yīng)包括將一組源自基底組中的姿勢(shì)的位移應(yīng)用到角色模型的一部分上，并且最小化對(duì)于整體角色模型的位移函數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，該函數(shù)是一彈性能量函數(shù)。在另一個(gè)實(shí)施例中，函數(shù)在一組與角色模型相關(guān)聯(lián)的采樣點(diǎn)被最小化。
該方法的一個(gè)實(shí)施例將角色姿勢(shì)變換為一組與角色模型相關(guān)聯(lián)的參考幀。對(duì)應(yīng)每個(gè)參考幀，角色模型的一個(gè)皮膚姿勢(shì)響應(yīng)被創(chuàng)建出來以響應(yīng)角色姿勢(shì)。此實(shí)施例由每一參考幀的皮膚姿勢(shì)響應(yīng)構(gòu)建角色模型的復(fù)合皮膚響應(yīng)。
另一個(gè)實(shí)施例通過將第一參考幀的一部分皮膚響應(yīng)與第二參考幀的一部分皮膚響應(yīng)相結(jié)合來構(gòu)建復(fù)合皮膚響應(yīng)。第一參考幀的一部分皮膚響應(yīng)與第二參考幀的一部分皮膚響應(yīng)可對(duì)應(yīng)于角色模型的兩個(gè)至少部分交迭的區(qū)域?；蛘?，第一參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分與第二參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分對(duì)應(yīng)角色模型的兩個(gè)不同區(qū)域。
另一個(gè)實(shí)施例根據(jù)一組定義第一和第二參考幀的皮膚響應(yīng)對(duì)復(fù)合皮膚響應(yīng)的影響力的一組幀權(quán)重將第一參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分和第二參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分相結(jié)合。又一個(gè)實(shí)施例通過使原始的一組幀權(quán)重值在角色模型中擴(kuò)散來確定一組幀權(quán)。
附圖的簡(jiǎn)要描述將參考以下附圖來描述本發(fā)明，其中

圖1示出一個(gè)可以實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的例子；圖2A和圖2B示出一個(gè)示例角色和一個(gè)用于給示例角色設(shè)定造型的示例甲胄；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例制作角色動(dòng)畫的兩個(gè)階段的方塊圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于制作角色動(dòng)畫的角色準(zhǔn)備階段的方框圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種用于確定角色的皮膚模式響應(yīng)的方法的方框圖；圖6A，6B，6C，6D和6D示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在一個(gè)示例姿勢(shì)中的示例角色的皮膚模式響應(yīng)的確定；圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的相對(duì)于一組座標(biāo)參考幀給角色模型加權(quán)的方法的方框圖；圖8A，8B和8C示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的對(duì)一示例角色模型的一組座標(biāo)參考幀權(quán)的確定；圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于構(gòu)建一個(gè)已設(shè)定造型的角色模型的角色動(dòng)畫階段的方框圖；圖10A，10B，10C和10D示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的利用示例甲胄進(jìn)行的一個(gè)已設(shè)定造型的角色模型的構(gòu)建，和一個(gè)示例角色模型；圖11示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于確定角色模型的皮膚沖激響應(yīng)的方法的方框圖；圖12A，12B和12C示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的對(duì)示例角色模型的一部分的皮膚沖激響應(yīng)的確定；圖13示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的確定對(duì)角色模型的碰撞響應(yīng)的方法；圖14A，14B，14C，14D，14E和14F示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例對(duì)角色模型的一部分的皮膚碰撞響應(yīng)的確定；圖15示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)的實(shí)施例的用于構(gòu)建已設(shè)定造型的角色模型的角色動(dòng)畫階段的方框圖。
需要指出的是，盡管為了清楚，這些附圖在二維情況下示出了本發(fā)明，但是本發(fā)明通常可以應(yīng)用于三維計(jì)算機(jī)模型的操作。
本發(fā)明的詳細(xì)描述圖1示出一個(gè)可以實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100通常包括一個(gè)監(jiān)視器110，計(jì)算機(jī)120，一個(gè)鍵盤130，一個(gè)用戶輸入裝置，和一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口150。用戶輸入裝置140包括一個(gè)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)，一個(gè)軌跡球，一個(gè)軌跡墊，繪圖板，觸摸屏，和/或其它允許用戶創(chuàng)建或者選中出現(xiàn)在監(jiān)視器110上的圖形、物體、圖標(biāo)、和/或文本的有線或無線輸入裝置。網(wǎng)絡(luò)接口150的實(shí)施例通常提供與一個(gè)諸如局域網(wǎng)、例如因特網(wǎng)的廣域網(wǎng)、和/或例如虛擬私有網(wǎng)絡(luò)(VPN)的虛擬網(wǎng)絡(luò)的電子通信網(wǎng)絡(luò)的有線或無線連接。
計(jì)算機(jī)120通常包括一些元件，諸如一個(gè)或多個(gè)通用功能處理器160及諸如隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)170，磁盤驅(qū)動(dòng)器180的記憶存儲(chǔ)裝置，及連接上述元件的系統(tǒng)總線190。RAM170和磁盤驅(qū)動(dòng)器180是用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、音頻/視頻文件、計(jì)算機(jī)程序、applet解釋器或者編譯器、虛擬機(jī)的有形媒體例子，這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例包括幾何場(chǎng)景數(shù)據(jù)、目標(biāo)數(shù)據(jù)文件、光照模型描述符、一個(gè)渲染引擎、輸出圖像文件、紋理映射、和位移映射。計(jì)算機(jī)120的另一個(gè)實(shí)施例可以包括用于處理和輸出音頻和圖像數(shù)據(jù)的專門的音頻和視頻子系統(tǒng)。其它有形媒體包括軟盤；移動(dòng)硬盤；諸如DVD-ROM、CD-ROM和條形碼的光存儲(chǔ)媒介；諸如閃存的不揮發(fā)存儲(chǔ)裝置；只讀存儲(chǔ)器(ROMS)；電池供電的揮發(fā)存儲(chǔ)器；和網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)裝置。
圖2A和2B示出一個(gè)示例角色用于為該示例角色設(shè)定造型的示例甲胄。角色205是一個(gè)軟體物體的三維計(jì)算機(jī)模型，為了清楚以二維顯示。雖然角色205以人形來顯示，它可以采用任何物體的形式，包括植物、動(dòng)物、和具有真實(shí)的或者擬人屬性的靜物。角色205可以采取任何用于創(chuàng)建三維計(jì)算機(jī)模型的方法來創(chuàng)建，包括采用三維模型軟件手工構(gòu)建、程序化物體創(chuàng)建、及對(duì)實(shí)物的三維掃描。角色205可以包括一組多邊形；體素；高次曲面，例如貝賽爾(Bezier)曲面或者非統(tǒng)一有理B一樣條(NURBS)；構(gòu)成立體幾何；和/或其它用于展示三維物體的技術(shù)。另外，角色205可以包括定義物體外部形態(tài)的屬性，包括顏色、紋理、材料屬性、透明度、反射率、光照和陰影屬性、位移映射、和凸起映射。
角色205通過甲胄210來制作成動(dòng)畫。甲胄210包括一個(gè)或多個(gè)甲胄段。甲胄段可以是連接的或分開的，如圖2A中所示。動(dòng)畫制作人操縱甲胄210的段的位置和方向以定義角色的一個(gè)造型。一個(gè)造型是一組定義角色205的形體姿態(tài)的甲胄位置和方向。甲胄段可以由尺寸、位置、或者方向來約束，或者可以由動(dòng)畫制作人自由地操縱。甲胄段的數(shù)目可以根據(jù)角色的復(fù)雜度而變化，一個(gè)典型的角色可以有一個(gè)有數(shù)以十萬計(jì)的段的甲胄。在某些情況下，甲胄段的數(shù)目和位置與角色的“骨架”類似，然而，甲胄段也可以定義面部表情和其它不一定和骨頭或者其它解剖學(xué)特征相關(guān)聯(lián)的細(xì)節(jié)。此外，盡管圖2A的甲胄210中的甲胄段由一組點(diǎn)組成，在本發(fā)明的備選實(shí)施例中，甲胄段可以由一組表面和/或一組體積所組成。當(dāng)甲胄210被動(dòng)畫制作人已設(shè)定造型后，角色205的形體特征粗略地反映出甲胄210的形體特征。
角色205的動(dòng)畫通過創(chuàng)建一序列幀、或者靜止的圖片來制作，其中角色205逐漸地從一個(gè)造型變換到另一個(gè)造型。角色205也可以在幀之間被轉(zhuǎn)化、旋轉(zhuǎn)、同比縮放、或者作為一個(gè)整體被操縱。動(dòng)畫制作人可以手工地為序列中的每個(gè)幀創(chuàng)建角色的造型，或者為兩個(gè)或更多關(guān)鍵幀創(chuàng)建造型，這些幀隨后由動(dòng)畫軟件插入進(jìn)去從而為每個(gè)幀創(chuàng)建造型。造型也可以通過使用函數(shù)、程序、或者算法來自動(dòng)創(chuàng)建。動(dòng)畫變量可以被用作一個(gè)或更多定義造型的函數(shù)的參數(shù)。角色205及與其相關(guān)聯(lián)的甲胄210按照靜止造型，或者角色的預(yù)設(shè)形體姿態(tài)而被顯示。在一個(gè)實(shí)施例中，角色的靜止造型由角色模型和甲胄的初始配置所確定。
圖2B示出一個(gè)被動(dòng)畫制作人操縱為一個(gè)造型后的角色220。在此例中，動(dòng)畫制作人移動(dòng)了甲胄225的手臂段。作為響應(yīng)，角色220呈現(xiàn)一個(gè)抬起手臂的造型。通過操縱另外的甲胄段，可以創(chuàng)建出更復(fù)雜的造型。
創(chuàng)建一個(gè)甲胄造型后，處理角色以使其反映甲胄的形體姿態(tài)。為了慮及互動(dòng)幀速率和逼真地為軟體角色設(shè)定造型，本發(fā)明將動(dòng)畫處理分為兩個(gè)階段。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一種制作角色動(dòng)畫的方法的兩個(gè)階段的方框圖。第一階段305是角色準(zhǔn)備階段。角色準(zhǔn)備階段相對(duì)地消耗計(jì)算量，并且在所有動(dòng)畫制作之前完成。角色準(zhǔn)備階段305為角色創(chuàng)建一組定義角色向眾多造型變換的模式數(shù)據(jù)。
角色準(zhǔn)備階段305完成以后，動(dòng)畫制作人在角色動(dòng)畫階段310制作角色動(dòng)畫。在角色動(dòng)畫階段310，動(dòng)畫制作人通過定義一幀中的角色的甲胄造型為角色創(chuàng)建動(dòng)畫序列。最終設(shè)定造型的角色是由被動(dòng)畫制作人定義的造型和預(yù)先創(chuàng)建于角色準(zhǔn)備階段305中的模式數(shù)據(jù)組所創(chuàng)建的。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例由一個(gè)甲胄造型和實(shí)時(shí)的，允許動(dòng)畫制作人預(yù)覽結(jié)果的模式數(shù)據(jù)組來創(chuàng)建最終已設(shè)定造型的角色。不管期望的角色造型是什么，角色動(dòng)畫階段使用相同的模式數(shù)據(jù)組來創(chuàng)建最終已設(shè)定造型的角色。因此，對(duì)于一個(gè)角色，只需要完成一次角色準(zhǔn)備階段305。重復(fù)地進(jìn)行角色動(dòng)畫階段310從而為動(dòng)畫序列中的每個(gè)甲胄造型創(chuàng)建最終已設(shè)定造型的角色。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于制作角色動(dòng)畫的角色準(zhǔn)備階段的方框圖400。步驟405由一組采樣甲胄位置來創(chuàng)建一個(gè)基。在這一步中，為一個(gè)與角色相關(guān)聯(lián)的甲胄創(chuàng)建了一組采樣甲胄位置。在一個(gè)實(shí)施例中，該組采樣甲胄位置包括來自一個(gè)定義角色的典型動(dòng)作的訓(xùn)練組的造型。例如，該組采樣甲胄位置可包括與諸如走、跑、抓、跳、以及爬相關(guān)聯(lián)的甲胄造型。在一個(gè)備選實(shí)施例中，該組采樣甲胄位置是程序化創(chuàng)建的?？梢酝ㄟ^選擇一個(gè)或多個(gè)甲胄段并操縱這些段以給其新的位置和方向來程序化地生成采樣甲胄位置。例如，每個(gè)甲胄段被依次被選中，并且在給定的維度上被移動(dòng)一個(gè)單元以創(chuàng)建一個(gè)采樣甲胄位置。在此例中，采樣甲胄位置的數(shù)量將達(dá)甲胄段的三倍。在另一個(gè)實(shí)施例中，在創(chuàng)建每個(gè)采樣甲胄位置時(shí)，靠近被選中的甲胄段的甲胄段也根據(jù)一個(gè)彈性模型被重新定位。在又一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)采樣甲胄位置考慮對(duì)甲胄段的限制。例如，甲胄段的運(yùn)動(dòng)范圍有限制。
每個(gè)采樣甲胄位置由一個(gè)定義甲胄段的位置的向量來描述。在一個(gè)實(shí)施例中，向量定義甲胄段的位置對(duì)比它們的靜止或者初始位置的相對(duì)位置。所有采樣甲胄位置的向量被結(jié)合以形成一個(gè)包含甲胄的采樣甲胄位置組的矩陣。對(duì)矩陣進(jìn)行一次單值分解計(jì)算以找出一組甲胄的基函數(shù)(或模式)。在備選實(shí)施例中，可以使用其它的計(jì)算一組基函數(shù)的方法，比如經(jīng)典的相關(guān)。基函數(shù)組緊致地定義了一個(gè)“造型空間”，其中任何造型都可近似地由一個(gè)或多個(gè)基函數(shù)的加權(quán)總和構(gòu)成。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果得到的基函數(shù)組不是正交組，則該基函數(shù)組被正交化以使得每個(gè)基函數(shù)的值為1并且與每一其它基函數(shù)正交。
在步驟405中創(chuàng)建基函數(shù)組之后，在步驟410中為每個(gè)采樣甲胄位置基函數(shù)確定皮膚模式響應(yīng)。皮膚模式響應(yīng)是角色的表面響應(yīng)甲胄從其靜止造型向一采樣甲胄位置的運(yùn)動(dòng)的形變。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的，如步驟410所要求的用于確定角色的皮膚模式響應(yīng)的方法的方框圖。在步驟505，角色模型和其甲胄被離散以創(chuàng)建一組采樣點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，角色模型被離散化為三維的格子。在此實(shí)施例中，角色模型中的，或靠近甲胄的格點(diǎn)是一組采樣點(diǎn)。在備選實(shí)施例中，角色模型被離散為一組四面體單元。在此實(shí)施例中，一組四面體被置于角色模型內(nèi)部，及其甲胄周圍。這些四面體的頂部就是采樣點(diǎn)組。這些實(shí)施例是用來作為例子的，任何其它類型的離散化均可以被步驟505使用，包括有限元法、有限體積法、和sum-of-spheres離散化。
在步驟505的示例應(yīng)用中，圖6A示出一角色模型603和與之相關(guān)聯(lián)的甲胄605，它們用三維網(wǎng)格607離散。角色模型603和其甲胄處于靜止位置。盡管以二維顯示，網(wǎng)格607是三維網(wǎng)格。此外，示于圖6A中的網(wǎng)格607的密度，也就是單位體積中立方格的數(shù)量，只是出于說明的目的。取決于角色模型603的尺度和相對(duì)比例，一個(gè)典型的網(wǎng)格形成一個(gè)圍繞角色周圍的，大約120立方格高、50立方格寬、70立方格深的邊界框。這些尺度會(huì)根據(jù)角色模型603的高、寬和深而變換。
在另一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)格的密度隨著角色603的部位不同而變化以確保角色的較復(fù)雜部位，例如角色的臉和手的精度。值得注意的是，網(wǎng)格607不僅僅圍繞著角色模型603周圍，也填充角色模型603的內(nèi)部。在另一個(gè)實(shí)施例中，完全位于角色模型603以外的網(wǎng)格元素被忽略，而部分地或者全部地位于角色模型內(nèi)的網(wǎng)格元素被保留以用于確定皮膚模式響應(yīng)。這降低了確定皮膚模式響應(yīng)對(duì)處理量和存儲(chǔ)器的要求。
圖6B示出了與用于示例甲胄625，及與其相關(guān)聯(lián)的角色模型623的基函數(shù)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)采樣甲胄位置。在此例中，甲胄段627和629被置于新的位置。位移向量631和633分別定義甲胄段627和629自靜止造型的位移。輪廓635描繪角色模型623受甲胄從靜止位置到采樣甲胄位置的位移的影響的那一部分。
在步驟510，自采樣甲胄位置的位移向量被賦給靠近甲胄段的采樣點(diǎn)。
在步驟510的示例應(yīng)用中，圖6C示出位移向量給靠近甲胄段的采樣點(diǎn)的賦值。圖6C示出角色模型的一部分640、與其相關(guān)聯(lián)的甲胄642、及圍圍其的網(wǎng)格641。甲胄段643和645被示于其靜止造型中。甲胄位移向量，647和649，分別與甲胄段643和645相關(guān)聯(lián)。
每個(gè)靠近甲胄位移向量647的采樣點(diǎn)被賦予一個(gè)位移向量，如位移向量組651所示。位移向量的值被計(jì)算以使得網(wǎng)格位移向量651的加權(quán)和等于甲胄位移向量647。相似地，一組位移向量653被賦給靠近甲胄位移向量649的采樣點(diǎn)。對(duì)所有靠近任何甲胄段的任何部分的采樣點(diǎn)都進(jìn)行了位移向量計(jì)算。如果僅為一個(gè)甲胄段的末端點(diǎn)定義甲胄位移向量，則甲胄位移向量沿著甲胄段的長(zhǎng)度被插入。被插入的甲胄位移向量然后被用作為靠近甲胄的每一部分的采樣點(diǎn)創(chuàng)建一組位移值。
在一個(gè)網(wǎng)格641是三維笛卡爾網(wǎng)格的實(shí)施例中，每個(gè)甲胄位移向量都有8個(gè)鄰近的位移向量。在一個(gè)使用四面體離散的備選實(shí)施例中，每個(gè)甲胄位移向量有4個(gè)鄰近的位移向量。
值得指出的是，甲胄位移向量和賦給圖6C中的采樣點(diǎn)的位移并沒有按實(shí)際比例顯示。另外，假設(shè)位移向量的幅度無窮小。因此，采樣點(diǎn)實(shí)際上并沒有被從它們的初始位置移開。而是說，被賦值的位移向量表示與它們相關(guān)聯(lián)的采樣點(diǎn)的“虛擬位移”。
在步驟515，通過使用在步驟510中賦值的作為初始輸入值的位移向量來計(jì)算表示角色模型的皮膚的形變的皮膚模式響應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中皮膚模式響應(yīng)是通過彈性能量函數(shù)對(duì)應(yīng)確定角色體內(nèi)每個(gè)采樣點(diǎn)皮膚模式響應(yīng)的值來計(jì)算的。一個(gè)示例的彈性能量函數(shù)是E2=V|∂qx∂x+∂qy∂y+∂qz∂z|2+S[(∂qx∂y+∂qy∂x)2+(∂qx∂z+∂qz∂x)2+(∂qy∂z+∂qz∂y)2]]]>在此示例彈性能量函數(shù)中，qxyz(x，y，z)是采樣點(diǎn)從其靜止位置(x，y，z)的位置。V是表示模型對(duì)體積改變的抗力的參數(shù)，而S是表示內(nèi)部剪切的抗力的參數(shù)。可以改變V和S的值以改變角色的形變特性。非常軟或者“易壓扁”的角色的V值和S值較低，而相對(duì)而言較剛性的角色具有較高的V值和S值。
通?？梢酝ㄟ^一個(gè)漢密爾頓動(dòng)態(tài)系統(tǒng)來表示材料行為，任何種類的漢密爾頓函數(shù)均可用作步驟515中的能量函數(shù)。在另一個(gè)實(shí)施例中，能量函數(shù)包括局部項(xiàng)，其改變系統(tǒng)的能量以響應(yīng)局部形變，如以上例子中所示，和附加的全局項(xiàng)，其改變系統(tǒng)的能量以響應(yīng)角色模型整體上的變化，如全局體積保留項(xiàng)。
通過使用賦給鄰近甲胄段的，作為采樣點(diǎn)組的“籽”值的位移值，一個(gè)聯(lián)立方程組被創(chuàng)建以表示整個(gè)角色模型的彈性能量。該聯(lián)立方程組在一組采樣點(diǎn)上被最小化。彈性能量函數(shù)的最小化可以通過使用一數(shù)值求解算子來為每個(gè)采樣點(diǎn)找出qxyz的值和位置偏移量來進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施例中，使用了一個(gè)橢圓數(shù)字解算器來最小化能量函數(shù)。備選的實(shí)施例可以使用共軛梯度多柵或者亞克比求解算子。皮膚模式是靠近模型的皮膚的位置偏移量組。
在步驟515的示例應(yīng)用中，圖6D為一基函數(shù)示出角色模型的一部分皮膚模式響應(yīng)的例子。角色模型的一部分660被詳細(xì)地顯示。位移向量組663描述一部分角色的皮膚的形變。在此例中，皮膚在角色的“膝蓋骨”周圍向外凸起。類似的，位移向量組665描述角色在“膝蓋“后面的一部分皮膚的形變。在此例中，膝蓋后面的皮膚向內(nèi)皺，而膝蓋上方和下方的皮膚向外凸起。盡管為了清楚而作了省略，但所有鄰近角色模型的皮膚的采樣點(diǎn)都進(jìn)行了位移向量的計(jì)算。在另一個(gè)實(shí)施例中，在給定函數(shù)中表示在一個(gè)皮膚點(diǎn)處的非常小的形變的，其值為零的或者很小的網(wǎng)格位移向量被截去。
圖6E示出構(gòu)建成模型皮膚的圖6D的皮膚模式響應(yīng)。該圖用于說明圖6D的皮膚模式響應(yīng)在角色模型上的效果。以下將討論，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例將皮膚模式響應(yīng)映射到基函數(shù)組上以創(chuàng)建一個(gè)更緊湊的表示法。在圖6E中的例子中，角色模型的一部分680被詳細(xì)地顯示?；瘮?shù)創(chuàng)建的位移使皮膚685向外和向內(nèi)凸起。在本例中，皮膚模式響應(yīng)呈現(xiàn)角色的膝蓋彎曲時(shí)其大腿的形變的逼真表示。
與現(xiàn)有身體模擬技術(shù)需要在角色的皮膚以下構(gòu)建復(fù)雜的骨骼和肌肉以創(chuàng)建一個(gè)逼真的“凸起”效果不同，本發(fā)明直接由甲胄基函數(shù)所引入的位移直接地確定真實(shí)的皮膚模式響應(yīng)。也不同于動(dòng)態(tài)變換技術(shù)，不需要明確地使皮膚點(diǎn)與一個(gè)或多個(gè)甲胄段相關(guān)聯(lián)。真實(shí)的皮膚形變自動(dòng)地產(chǎn)生自底層的甲胄的位移。相比于現(xiàn)有技術(shù)，這降低了創(chuàng)建角色模型的時(shí)間和精力。
為于現(xiàn)有技術(shù)作個(gè)比較，同樣示出了由甲胄造型經(jīng)動(dòng)態(tài)變換所得的角色表面的輪廓690。與本例的皮膚模式響應(yīng)相比，動(dòng)態(tài)變換的模型皮膚顯得生硬和機(jī)械。
在步驟520，為每個(gè)基函數(shù)重復(fù)確定皮膚模式響應(yīng)的過程以為基函數(shù)組創(chuàng)建一組皮膚模式響應(yīng)。在步驟525，皮膚模式響應(yīng)被映射到基函數(shù)組上以創(chuàng)建皮膚模式組的緊湊的表達(dá)。
在步驟525的實(shí)施例中，在每個(gè)皮膚模式的計(jì)算之后，鄰近甲胄段的采樣點(diǎn)的位置偏移量被與原始值相比較。這么做是由于形變的角色模型“推回”在甲胄段上的效應(yīng)以及分開的甲胄段互相推入的效應(yīng)。如果鄰近甲胄段的采樣點(diǎn)被改變，則由修改的采樣點(diǎn)組計(jì)算新的基函數(shù)。新的基函數(shù)替換基函數(shù)組中與其對(duì)應(yīng)的原始基函數(shù)。修改的基函數(shù)組被正交化，然后皮膚模式被映射到修改的、正交化的基函數(shù)組上以被存儲(chǔ)。在為基函數(shù)組確定皮膚模式響應(yīng)后，未使用的位置偏移量，也就是不鄰近角色模型的皮膚的位置偏移量，被丟棄。
步驟410，其導(dǎo)致用于甲胄基函數(shù)組的皮膚模式組的確定，在其完成后，步驟415為角色模式皮膚確定幀權(quán)重組。如以下將詳細(xì)討論的，幀權(quán)重組被用于角色動(dòng)畫階段以修正由角色模型的大幅轉(zhuǎn)動(dòng)引入的非期望的剪切效應(yīng)。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的參考一組座標(biāo)參考幀給角色模型加權(quán)的方法的方框圖。在步驟705，一組座標(biāo)參考幀被附在甲胄的段上。座標(biāo)參考幀為甲胄段和角色模型的鄰近部分定義一個(gè)局部并列系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)座標(biāo)參考幀被連接到每個(gè)甲胄段上。在一個(gè)備選實(shí)施例中，一些甲胄段共享相同的座標(biāo)參考幀。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)座標(biāo)參考幀由四個(gè)向量組成用于定義座標(biāo)參考幀的原始位置的第一向量，和三個(gè)用于定義并列參考向量的并列軸的向量。
圖8A示出步驟705所要求的將座標(biāo)參考幀附在一個(gè)示例甲胄上。在圖8A中，甲胄802與一些座標(biāo)參考幀相關(guān)聯(lián)，包括座標(biāo)參考幀804、806和808。每個(gè)參考幀被附在、或者置于一個(gè)甲胄段附近。在一個(gè)實(shí)施例中，座標(biāo)參考幀被置于甲胄段的末端或者接合處。
在圖8A的例子中，座標(biāo)參考幀804被置于角色甲胄的頭部中心附近。座標(biāo)參考幀806被置于甲胄802的肩膀接合處。座標(biāo)參考幀808被置于甲胄802的膝蓋接合處。
在步驟710，甲胄和角色模型被離散以創(chuàng)建一組采樣點(diǎn)。類似于如上所討論的為了確定皮膚模式響應(yīng)進(jìn)行的離散化，一個(gè)實(shí)施例由一個(gè)三維網(wǎng)格創(chuàng)建一組采樣點(diǎn)。一個(gè)備選的實(shí)施例使用一組四邊形單元來離散角色模型和甲胄。
在步驟715，一組初使幀權(quán)重被賦給鄰近每個(gè)座標(biāo)參考幀的采樣點(diǎn)。一個(gè)幀權(quán)重定義了一個(gè)座標(biāo)參考幀對(duì)一個(gè)采樣點(diǎn)的影響。如以下將詳細(xì)討論的，每個(gè)采樣點(diǎn)可以被不止一個(gè)并列采樣幀所影響，因此可以有不止一個(gè)幀權(quán)重。在步驟715，鄰近參考幀的采樣點(diǎn)被值為1的幀權(quán)初始化。其它不與任何參考幀鄰近的采樣點(diǎn)的幀權(quán)在這一階段不作定義。
圖8B示出在一示例角色模型的一部分中的初使幀權(quán)重的分配的例子。圖8B示出角色模型810的一部分和由一個(gè)三維網(wǎng)格所創(chuàng)建的采樣點(diǎn)組812的一部分。在此例中，座標(biāo)參考幀814和816被置于甲胄段上。對(duì)于每個(gè)座標(biāo)參考幀，鄰近的采樣點(diǎn)被賦予幀權(quán)1。例如，采樣點(diǎn)818相對(duì)座標(biāo)參考幀814被賦予幀權(quán)1，而采樣點(diǎn)820相對(duì)座標(biāo)參考幀816被賦予幀權(quán)1。
在步驟720，周圍采樣點(diǎn)的幀權(quán)由初使幀權(quán)確定。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)空間擴(kuò)散函數(shù)被用于計(jì)算采樣點(diǎn)的幀權(quán)重。在此實(shí)施例中，初使幀權(quán)重值從它們的初使采樣點(diǎn)向外擴(kuò)散到周圍的采樣點(diǎn)。隨著幀權(quán)重?cái)U(kuò)散到遠(yuǎn)處的采樣點(diǎn)，幀權(quán)重的值逐漸地減少。一個(gè)空間擴(kuò)散函數(shù)的例子是∂2ω∂t=D▿2ω]]>在此例中，函數(shù)wxyz(x，y，z)是與一個(gè)與采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的，相對(duì)一個(gè)給定的座標(biāo)參考幀的幀權(quán)。D是一個(gè)定義擴(kuò)散速率的擴(kuò)散系數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，D是各向異性的。在一個(gè)備選實(shí)施例中，D根據(jù)擴(kuò)散的方向而變化。在該備選實(shí)施例中，可變擴(kuò)散系數(shù)可用于定義在一個(gè)甲胄接合處的參考幀之間的突變。在另一個(gè)實(shí)施例中，擴(kuò)散系數(shù)被選為與角色模型中的剪切壓力的擴(kuò)散相一致。
通過使用初使幀權(quán)作為采樣點(diǎn)組的籽值，創(chuàng)建一個(gè)聯(lián)立方程組以表示幀權(quán)在整個(gè)角色模型中的擴(kuò)散。將該聯(lián)立方程組對(duì)采樣點(diǎn)組求解以為每個(gè)采樣點(diǎn)找出一個(gè)或多個(gè)幀權(quán)，wxyz。如果一個(gè)采樣點(diǎn)被多個(gè)座標(biāo)參考幀所影響，則采樣點(diǎn)將有一個(gè)對(duì)應(yīng)的用于定義來自于之相關(guān)聯(lián)的座標(biāo)參考幀的影響的程度的幀權(quán)重組。每個(gè)采樣點(diǎn)的幀權(quán)重組將被歸一化以使得一個(gè)采樣點(diǎn)的幀權(quán)重的和為1。
在一個(gè)步驟715和步驟720的備選實(shí)施例中，通過使用考慮了旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的完全非線性模型，確定了一組優(yōu)化的幀權(quán)。在該實(shí)施例中，為甲胄基函數(shù)組中的每個(gè)函數(shù)都確定了角色模型的皮膚模式響應(yīng)的非線性方案。與在步驟415中計(jì)算的線性方案不同，非線性方案不假設(shè)位移向量是無窮小的。每個(gè)非線性方案的皮膚模式被與相應(yīng)的如步驟415中所確定的一個(gè)甲胄基函數(shù)的線性皮膚模式響應(yīng)相比較。從這些非線性皮膚模式響應(yīng)與相應(yīng)的線性皮膚模式響應(yīng)的比較中，為每個(gè)采樣點(diǎn)確定一個(gè)優(yōu)選的幀權(quán)重組。
在另一個(gè)實(shí)施例中，在步驟715和720中所確定的幀權(quán)重，比如來自空間擴(kuò)散處理或者來自非線性模型，被手動(dòng)調(diào)節(jié)為審美角度上的最佳結(jié)果。例如，靠近角色模型的接合處的采樣點(diǎn)的幀權(quán)重可以被微調(diào)，以使得皮膚點(diǎn)的形變看上去比較舒服。
圖8C示出為一部分靠近模型皮膚的采樣點(diǎn)所確定的一組幀權(quán)重的例子。圖8C示出角色模型822的一部分。也顯示了座標(biāo)參考幀824和826。為鄰近模型皮膚的采樣點(diǎn)所確定的一部分幀權(quán)重組用空心圓在圖8C中突出顯示。每個(gè)采樣點(diǎn)有一個(gè)或多個(gè)幀權(quán)重。例如，采樣點(diǎn)828可以有一個(gè)對(duì)于座標(biāo)參考幀826的幀權(quán)重0.9，和一個(gè)對(duì)于座標(biāo)參考幀824的幀權(quán)重0.1。采樣點(diǎn)830可以有一個(gè)對(duì)于座標(biāo)參考幀826的幀權(quán)重0.1，和一個(gè)對(duì)于座標(biāo)參考幀824的幀權(quán)重0.9。采樣點(diǎn)832可以有一個(gè)對(duì)于座標(biāo)參考幀826的幀權(quán)重0.999，和一個(gè)對(duì)于座標(biāo)參考幀824的幀權(quán)重0.001。
在步驟725，參考幀組和它們的關(guān)聯(lián)幀權(quán)重被存儲(chǔ)以備在角色動(dòng)畫階段使用。步驟415和角色準(zhǔn)備階段到此完成。角色準(zhǔn)備階段完成后，角色可供動(dòng)畫制作人在角色動(dòng)畫階段使用。角色動(dòng)畫階段使用基函數(shù)組、相關(guān)聯(lián)的皮膚模式組、和由方法400所確定的幀權(quán)重組來創(chuàng)建最終設(shè)定好造型的角色。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于構(gòu)建一個(gè)已設(shè)定造型的角色模型的角色動(dòng)畫階段的方框圖。在步驟905中，已設(shè)定造型的角色甲胄定義期待的最終設(shè)定造型的角色的形體姿勢(shì)。如上所討論的，已設(shè)定造型的甲胄可以由通過在關(guān)鍵幀之間插入，或者程式化地使用一個(gè)或多個(gè)動(dòng)畫變量、函數(shù)、程序、或者算法，由動(dòng)畫制作人手動(dòng)創(chuàng)建。已造型的甲胄被與處于靜止位置的甲胄進(jìn)行比較以確定一個(gè)定義處于設(shè)定態(tài)和靜止態(tài)的甲胄段的位置與方向上的不同的造型向量。另外，附在甲胄上的座標(biāo)參考幀組跟著與它們相關(guān)聯(lián)的甲胄段從靜止位置到設(shè)定位置。一組定義座標(biāo)參考幀的位置和方向的向量也在步驟905中被確定。
在步驟910，造型向量被變換到各個(gè)由位于造型位置的座標(biāo)參考幀組所定義的并列空間中。對(duì)于每個(gè)座標(biāo)參考幀，被傳送的造型向量被映射到甲胄基函數(shù)上。通過將造型向量映射到基函數(shù)組，造型向量被變換為一組基函數(shù)權(quán)?；瘮?shù)權(quán)重將造型向量重新定義為基函數(shù)組的加權(quán)和。由變換的造型向量為每個(gè)座標(biāo)參考幀創(chuàng)建一組基函數(shù)權(quán)。
在步驟915，在步驟910中確定的基函數(shù)權(quán)重組被應(yīng)用于每個(gè)座標(biāo)參考幀的皮膚模式。如上所討論的，在角色準(zhǔn)備階段為每個(gè)基函數(shù)預(yù)先創(chuàng)建一皮膚模式。在步驟915中，與每個(gè)座標(biāo)參考幀相關(guān)聯(lián)的基函數(shù)權(quán)被應(yīng)用到基函數(shù)的皮膚模式。所產(chǎn)生的分別被與其關(guān)聯(lián)的基函數(shù)權(quán)重所加權(quán)的皮膚模式被相加以創(chuàng)建一個(gè)皮膚響應(yīng)。皮膚造型響應(yīng)是角色模型響應(yīng)于已設(shè)定甲胄的形變。如果基函數(shù)組形成造型空間的完整要素，則可以為任何可能的角色造型確定皮膚造型響應(yīng)，而不管期望的造型是否明確地屬于原始造型組中的一部分。
在步驟915，為每個(gè)座標(biāo)參考幀創(chuàng)建一個(gè)分離皮膚模式響應(yīng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，在角色皮膚的某些其幀權(quán)重為0或者可以忽略的部分的參考幀中，步驟920省略了皮膚模式響應(yīng)的確定。
如上所討論的，皮膚響應(yīng)采取表現(xiàn)為空間外形偏移量的形式的模式來表示。在角色動(dòng)畫階段，模型的一部分可以被轉(zhuǎn)離它們?cè)瓉淼姆较?。如果這樣的旋轉(zhuǎn)對(duì)于角色模型的鄰近部分而言相對(duì)較大，那么可以引入所不期望的剪切效果。為了修正該剪切效果，為每個(gè)座標(biāo)參考幀分別地確定皮膚造型響應(yīng)。
在步驟920，在每個(gè)參考幀中所確定的皮膚造型響應(yīng)被結(jié)合以創(chuàng)建一個(gè)不含任何剪切效應(yīng)的單個(gè)合成皮膚造型響應(yīng)。在步驟920，皮膚造型響應(yīng)組由與其相關(guān)聯(lián)的座標(biāo)參考幀變換為全局參考幀。一旦所有皮膚造型響應(yīng)在同一并列系統(tǒng)內(nèi)，皮膚造型響應(yīng)根據(jù)在角色準(zhǔn)備階段所預(yù)先確定的幀權(quán)重組相累加。每個(gè)皮膚點(diǎn)是皮膚造型響應(yīng)以及與該皮膚點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)幀權(quán)的加權(quán)和。在一個(gè)實(shí)施例中，這些皮膚響應(yīng)以其基底映射的形式相累加。其結(jié)果是一個(gè)復(fù)合皮膚響應(yīng)。
在步驟920之后，復(fù)合皮膚響應(yīng)由基底映射形式構(gòu)建回物理形式。在步驟925，復(fù)合皮膚響應(yīng)的加權(quán)和以及基函數(shù)組創(chuàng)建最終的已設(shè)定造型角色。
為角色的每個(gè)造型重復(fù)方法900的步驟以制作一個(gè)動(dòng)畫序列。由于皮膚模式響應(yīng)和皮膚沖激響應(yīng)是在角色準(zhǔn)備階段計(jì)算的，角色動(dòng)畫階段可以實(shí)時(shí)或者近乎實(shí)時(shí)地進(jìn)行。這使得動(dòng)畫制作人可以有效地微調(diào)動(dòng)畫。另外，由于角色模型的結(jié)合皮膚響應(yīng)真實(shí)地形變以響應(yīng)甲胄造型，動(dòng)畫制作人在動(dòng)畫處理時(shí)就可看到角色模型的最終外形，而不需要等待。
圖10A，10B，10C和10D示出根據(jù)圖9中描述的方法的實(shí)施例的利用示例甲胄進(jìn)行的一個(gè)已設(shè)定造型的角色模型的構(gòu)建，和一個(gè)示例角色模型。圖10A示出一個(gè)示例已設(shè)定造型的甲胄1005。在此例中，已設(shè)定造型的甲胄1005定義處于奔跑位置的角色的形體姿勢(shì)。如上所討論的，已設(shè)定的甲胄1005可以由動(dòng)畫制作者通過在關(guān)鍵幀間插入，或者程序化地使用一個(gè)或多個(gè)動(dòng)畫變量、函數(shù)、程序、或者算法而手工地創(chuàng)建。
圖10B示出示例已設(shè)定造型的甲胄1010及與其相關(guān)聯(lián)的座標(biāo)參考幀組。在圖10B中，每個(gè)座標(biāo)參考幀由一個(gè)陰影矩形所表示。每個(gè)矩形的位置和方向表示在已設(shè)定造型位置處的相關(guān)聯(lián)的座標(biāo)參考幀的位置和方向。每個(gè)矩形的大小表示受到相關(guān)聯(lián)的座標(biāo)參考幀所影響的角色模型的大致部分。
例如，座標(biāo)參考幀1015與已設(shè)定造型的甲胄1010的大腿上甲胄段相關(guān)聯(lián)。座標(biāo)參考幀1015影響角色模型在大腿上甲胄段周圍的部分。類似地，座標(biāo)參考幀1020影響角色模型在已設(shè)定造型角色1010的手臂上甲胄段周圍的部分。雖然在圖B中沒有顯示，兩個(gè)或更多參考幀可以對(duì)角色模型的相同部分產(chǎn)生影響。
圖10C示出兩個(gè)為座標(biāo)參考幀所確定的皮膚造型響應(yīng)的例子。皮膚造型響應(yīng)1025與座標(biāo)參考幀1035相關(guān)聯(lián)。皮膚造型響應(yīng)1030與座標(biāo)參考幀1040相關(guān)聯(lián)。如上所討論，但未顯示于圖10C中，為每個(gè)與設(shè)定造型的甲胄相關(guān)聯(lián)的座標(biāo)參考幀確定一個(gè)皮膚造型響應(yīng)。
皮膚造型響應(yīng)1025從座標(biāo)參考幀1035的角度示出角色模型響應(yīng)已設(shè)定甲胄的形變。皮膚造型響應(yīng)1025在座標(biāo)參考幀1035中的部分被正確地形變以響應(yīng)已設(shè)定造型的甲胄。然而，由于剪切效應(yīng)，處在座標(biāo)參考幀1035之外的皮膚造型響應(yīng)1025的其它部分高度地失真。例如，在皮膚造型響應(yīng)1025中，座標(biāo)參考幀1035內(nèi)的角色模型的大腿上部根據(jù)已設(shè)定甲胄被正確的形變，而角色模型的手臂1042和1044則由于剪切效應(yīng)而失真。
類似的，皮膚造型響應(yīng)1030從座標(biāo)參考幀1040的角度表示角色模型響應(yīng)于已設(shè)定造型的甲胄所產(chǎn)生的形變。在座標(biāo)參考幀1040內(nèi)的皮膚造型響應(yīng)1030的手臂部分正確地被形變以響應(yīng)于已設(shè)定造型的盔甲。然而，皮膚造型響應(yīng)1030的處在座標(biāo)參考幀之外的的其它部分，比如角色模型的腿部，由于剪切作用而嚴(yán)重變形了。
采用如上所討論的圖9中的方法，通過使用幀權(quán)重組，從各個(gè)參考幀所確定的分離的皮膚造型響應(yīng)被結(jié)合為一個(gè)沒有剪切效應(yīng)的復(fù)合皮膚造型響應(yīng)。
圖10D描述由一組與不同的參考幀相關(guān)聯(lián)的分離皮膚造型響應(yīng)所創(chuàng)建的復(fù)合皮膚造型響應(yīng)1050。例如，復(fù)合皮膚造型響應(yīng)1050的大腿部分1060主要由圖10C中所示的皮膚造型響應(yīng)1025所創(chuàng)建。類似的，復(fù)合皮膚造型響應(yīng)1050的手臂部分1065主要由皮膚造型響應(yīng)1030所創(chuàng)建。幀權(quán)重組確定每個(gè)皮膚造型響應(yīng)對(duì)于復(fù)合皮膚造型響應(yīng)的給定部分的貢獻(xiàn)。如上所討論的，由于一個(gè)皮膚點(diǎn)可以通過一些相應(yīng)的幀權(quán)重值與幾個(gè)座標(biāo)參考幀相關(guān)聯(lián)，所以復(fù)合皮膚造型響應(yīng)可包括來自幾個(gè)皮膚造型響應(yīng)的貢獻(xiàn)。
通過使用上述的實(shí)施例，動(dòng)畫制作人可以實(shí)時(shí)創(chuàng)建具有逼真的突起和彎曲的角色模型。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，角色模型或者其它柔軟的物體響應(yīng)與其它物體的碰撞而被實(shí)時(shí)地逼真地形變。角色的皮膚可以由于其與一個(gè)外在物體，比如與另一個(gè)角色或者剛性的物體的碰撞而形變。角色的皮膚也可以由于自我碰撞而形變，也就是角色模型的一部分與其另一部分的碰撞而形變。一個(gè)自我碰撞的例子可以發(fā)生于角色的手臂在肘部彎曲從而使得其上臂和下臂互相接觸時(shí)。
創(chuàng)建逼真的角色模型形變以響應(yīng)于碰撞是一具有兩個(gè)階段的過程，其類似于圖3中所討論的。第一階段是碰撞準(zhǔn)備階段。碰撞準(zhǔn)備階段相對(duì)而言很耗費(fèi)計(jì)算量，其在所有動(dòng)畫制作之前進(jìn)行。碰撞準(zhǔn)備階段創(chuàng)建用于定義角色對(duì)于一組測(cè)試碰撞的形變的一組皮膚沖激響應(yīng)。每個(gè)角色皮膚沖激響應(yīng)是角色的表面響應(yīng)在一單一點(diǎn)的單一碰撞的形變。在一個(gè)實(shí)施例中，皮膚沖激響應(yīng)定義碰撞點(diǎn)周圍的點(diǎn)的位移以響應(yīng)一次碰撞。
在完成碰撞準(zhǔn)備階段之后，在碰撞動(dòng)畫階段通過放置與角色相接觸的物體以創(chuàng)建碰撞。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，動(dòng)畫制作人在動(dòng)畫序列的每個(gè)幀中定義角色模型的位置和發(fā)生碰撞的物體，其被稱之為碰撞體。角色模型的任何與碰撞體交迭或者接觸的部分被視為碰撞的一部分。碰撞動(dòng)畫階段使用皮膚沖激響應(yīng)組為每個(gè)幀確定皮膚碰撞響應(yīng)，該皮膚碰撞響應(yīng)是角色模型響應(yīng)于碰撞體與角色模型的碰撞的形變。
無論碰撞體的形狀或角色模型和碰撞體之間碰撞的數(shù)量如何，碰撞動(dòng)畫階段使用相同的皮膚沖激響應(yīng)組以確定碰撞皮膚響應(yīng)。所以，對(duì)于每個(gè)角色模型只需要進(jìn)行一次碰撞準(zhǔn)備階段，而碰撞動(dòng)畫階段被重復(fù)以為動(dòng)畫序列中的每個(gè)幀創(chuàng)建皮膚碰撞響應(yīng)。
在碰撞準(zhǔn)備階段，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例為一個(gè)角色模型確定一個(gè)皮膚沖激響應(yīng)組。圖11示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于確定角色的皮膚沖激響應(yīng)的方法的方框圖1100。在步驟1105，角色模型被離散化以創(chuàng)建一組采樣點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，角色模型被離散化成三維網(wǎng)格。在一個(gè)備選實(shí)施例中，角色模型被離散化為一組四邊形單元。
在步驟1110，一個(gè)碰撞點(diǎn)被選中。一個(gè)碰撞點(diǎn)可以是角色模型的表面上的任何點(diǎn)，或者，在另一個(gè)實(shí)施例中，可以是角色模型內(nèi)部的任何點(diǎn)。例如，內(nèi)部碰撞點(diǎn)，即處于角色模型內(nèi)部的碰撞點(diǎn)，可以被用于使角色模型的皮膚形變以響應(yīng)與內(nèi)部“肌肉”物體的碰撞。然而，皮膚和肌肉實(shí)際上經(jīng)常被一層脂肪分開。為了接近這一解剖學(xué)特征，可以選擇角色模型的內(nèi)部點(diǎn)作為碰撞點(diǎn)以創(chuàng)建一個(gè)“碰撞屏蔽”。
步驟1110將一組位移應(yīng)用于碰撞點(diǎn)。每一個(gè)位移表示在碰撞點(diǎn)處的角色模型在不同方向的碰撞。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)位移在迪卡爾空間的三個(gè)方向被應(yīng)用到碰撞點(diǎn)上。在另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)位移是適當(dāng)方向的一個(gè)單位位移。以一種類似于步驟410中所述的方式，鄰近碰撞點(diǎn)的采樣點(diǎn)基于在碰撞點(diǎn)處的位移而被賦予位移向量。
在步驟1115，使用在步驟1110中所賦的移位值作為初始輸入值的位移值為每個(gè)位移計(jì)算皮膚沖激響應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過確定彈性能量函數(shù)在角色體內(nèi)的每個(gè)采樣點(diǎn)處的值來計(jì)算皮膚模式響應(yīng)，其所采用的方式類似于用于找出皮膚模式響應(yīng)的方式。通過最小化彈性能量函數(shù)在整個(gè)離散空間的值，為每個(gè)采樣點(diǎn)計(jì)算qxyz的值，即位置偏量。對(duì)于一個(gè)給定皮膚位移的皮膚沖激響應(yīng)是在鄰近模型的皮膚的采樣點(diǎn)處的一組位置偏離。
在步驟1120，步驟1110和1115被重復(fù)以為被應(yīng)用到一些碰撞點(diǎn)上的位移創(chuàng)建皮膚一組沖激響應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中，其中皮膚包括一個(gè)或多個(gè)由控制點(diǎn)所定義的表面，每個(gè)控制點(diǎn)被選為碰撞點(diǎn)，然后皮膚沖激響應(yīng)組被創(chuàng)建。在另一個(gè)實(shí)施例中，用于角色模型的相對(duì)剛性的部分控制點(diǎn)被排除出該碰撞點(diǎn)組。
在步驟1125，由皮膚沖激響應(yīng)確定一個(gè)基函數(shù)組。在一個(gè)實(shí)施例中，采用單值分解以計(jì)算來自皮膚沖激響應(yīng)的基函數(shù)組。在備選實(shí)施例中，可以采用其它計(jì)算基函數(shù)組的方法，比如經(jīng)典相關(guān)。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果得到的基函數(shù)組不是正交基，則該基函數(shù)組被正交化以使得每個(gè)基函數(shù)的模為1并且與其它基函數(shù)正交。
步驟1125將沖激響應(yīng)組映射到基函數(shù)組上以創(chuàng)建皮膚沖激響應(yīng)組的緊致表達(dá)。在另一個(gè)實(shí)施例中，單值分解的次有效項(xiàng)被省略以減少基函數(shù)的數(shù)量。這在沖激響應(yīng)組被映射到被簡(jiǎn)化的基底組上時(shí)產(chǎn)生平滑效應(yīng)。在備選實(shí)施例中，皮膚響應(yīng)組作為一定義周圍的點(diǎn)響應(yīng)一個(gè)碰撞點(diǎn)的位移所產(chǎn)生的位移的向量稀疏組而被儲(chǔ)存。該備選實(shí)施例表明，較之基函數(shù)的表示，皮膚沖激響應(yīng)僅能更為有效地影響少量的點(diǎn)。
圖12A、12B和12C描述的是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的確定一個(gè)示例角色的皮膚沖激響應(yīng)。圖12A描述了應(yīng)用于角色模型1025的位移。在該例中，角色模型1205已用三維網(wǎng)格1215離散化。位移1220被應(yīng)用于模型皮膚1210上的碰撞點(diǎn)上。位移值組1225被賦予鄰近碰撞點(diǎn)的采樣點(diǎn)。
圖12B描述位移向量組1230，其被包括在產(chǎn)生自皮膚位移1235的皮膚沖激響應(yīng)內(nèi)作成為其中的一部分。該位移向量組1230是出于解釋的目的而提供的，皮膚沖激響應(yīng)可包括任何數(shù)量的，分散于全部或者部分的模型皮膚中的位移向量。從格子位移向量組1230的模和方向可以看出，模型皮膚在靠近碰撞點(diǎn)處向內(nèi)凸出，并在圍繞碰撞點(diǎn)的區(qū)域向外凸出。
圖12C示出圖12B中的被映射到模型皮膚上的示例皮膚沖激響應(yīng)。展示該圖是為了對(duì)說明圖12C的皮膚沖激響應(yīng)對(duì)角色模型的外觀的影響加以說明。如上所述的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例將皮膚沖激響應(yīng)映射到一組基函數(shù)上以創(chuàng)建一個(gè)更為緊湊的表達(dá)。在圖12C的例子中，作為由皮膚沖激響應(yīng)所創(chuàng)建的位移的結(jié)果，模型皮膚1260向外和向內(nèi)彎曲。在此例中，皮膚沖激響應(yīng)顯示了由于和一個(gè)物體的碰撞所致的角色的形變的逼真展示。處于靜止態(tài)的模型皮膚1250被示出以供比較。
在碰撞準(zhǔn)備階段中確定了皮膚沖激響應(yīng)組之后，碰撞動(dòng)畫階段確定角色皮膚的形變以響應(yīng)由動(dòng)畫制作人定義的碰撞。圖13描述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種用于確定角色模型的碰撞響應(yīng)的方法1300的方框圖。方法1300將參考圖14A-14F在此之后討論，其根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)來自示例碰撞的皮膚碰撞響應(yīng)的確定進(jìn)行了描述。
在步驟1305，碰撞點(diǎn)組被識(shí)別。碰撞點(diǎn)是與碰撞體接觸或者在碰撞體內(nèi)的皮膚點(diǎn)。圖14A示出與一個(gè)與碰撞體1402相碰撞的模型皮膚1404的一部分。該模型皮膚1404包括一些皮膚點(diǎn)。這些皮膚點(diǎn)中的一部分處于碰撞體1402內(nèi)。這些皮膚點(diǎn)，1406、1408、1410、和1412，是位于該示例碰撞中的碰撞點(diǎn)組。在另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)那些并非與碰撞體接觸或者位于其內(nèi)部的皮膚點(diǎn)而言，當(dāng)其靠近碰撞體的表面或者靠近碰撞體內(nèi)部的一個(gè)碰撞點(diǎn)時(shí)，它們被選為附加碰撞點(diǎn)。這為當(dāng)來自碰撞的角色皮膚形變導(dǎo)致額外的皮膚點(diǎn)與碰撞體接觸時(shí)的情況提供了一個(gè)安全裕度。
在步驟1310，一個(gè)第一碰撞點(diǎn)被選中，并被移到一個(gè)潛在靜止位置，即是對(duì)一個(gè)碰撞點(diǎn)的最終靜止位置的第一次近似。在一個(gè)實(shí)施例中，第一碰撞點(diǎn)被隨機(jī)選中。在一個(gè)實(shí)施例中，潛在靜止位置是位于碰撞體表面的最靠近第一碰撞點(diǎn)的位置。在一個(gè)備選實(shí)施例中，潛在靜止位置是位于第一碰撞點(diǎn)和最近的碰撞體表面點(diǎn)之間的一個(gè)位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)比例因子被用于確定最近的碰撞體表面點(diǎn)和潛在靜止位置之間的距離。
圖14B描述一個(gè)從其初始位置1416被移動(dòng)到一個(gè)潛在靜止位置的示例第一碰撞點(diǎn)。在此例中，潛在靜止位置是其初始位置1416和碰撞體1418的最近的表面點(diǎn)之間的距離的80％。在此例中，比例因子被選擇為使方法1300的效果得到優(yōu)化。盡管為了說明，第一碰撞點(diǎn)1414被示為沿著嚴(yán)格水平的方向被移動(dòng)，但是應(yīng)該指出的是碰撞點(diǎn)可以沿著任何方向被移動(dòng)到一個(gè)潛在靜止位置上。
在步驟1315，一個(gè)初始碰撞響應(yīng)被應(yīng)用于其它未移動(dòng)的碰撞點(diǎn)。通過將第一碰撞點(diǎn)的位移從其初始位置到潛在靜止位置的位移映射到此前由沖激響應(yīng)組所創(chuàng)建的基函數(shù)組上，以確定該初始碰撞響應(yīng)?；瘮?shù)組的位移的映射創(chuàng)建一組在基底空間內(nèi)定義位移的權(quán)重。
權(quán)重組然后被應(yīng)用于與第一碰撞點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的沖激響應(yīng)上。這為第一碰撞點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)初始碰撞響應(yīng)。初始碰撞響應(yīng)定義第一碰撞點(diǎn)周圍的皮膚點(diǎn)的位移以響應(yīng)第一碰撞點(diǎn)從其初始位置到潛在靜止位置的位移。
初始碰撞響應(yīng)被應(yīng)用到周圍的碰撞點(diǎn)以將這些碰撞點(diǎn)從其初始位置移開。應(yīng)該指出的是，初始碰撞響應(yīng)只被應(yīng)用于這些碰撞點(diǎn)，就是說，只有與碰撞體接觸或在其內(nèi)部的點(diǎn)，即使與第一碰撞點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的皮膚沖激響應(yīng)可以為附加的點(diǎn)定義位移也不行。
圖14C示出了將示例的初始碰撞響應(yīng)應(yīng)用于一組周圍的碰撞點(diǎn)。在此例中，以輪廓著重表示的第一碰撞點(diǎn)1420被從其初始位置1421移動(dòng)到一個(gè)潛在位置，其結(jié)果就是將一個(gè)初始碰撞響應(yīng)應(yīng)用于周圍碰撞點(diǎn)組。該初始碰撞響應(yīng)是應(yīng)用于由第一碰撞點(diǎn)1420所產(chǎn)生的周圍碰撞點(diǎn)1422、1424、和1426的位移。該初始碰撞響應(yīng)將碰撞點(diǎn)1422、1424、和1426從它們各自的初始位置移到圖中所示的新的的潛在靜止位置。如上所討論的，處于碰撞體外部的皮膚點(diǎn)，即非碰撞皮膚點(diǎn)，在碰撞動(dòng)畫階段的這一步中不被移動(dòng)。
在步驟1320，周圍碰撞點(diǎn)組被進(jìn)一步地移動(dòng)到各自的潛在靜止位置。與步驟1310類似，每個(gè)周圍碰撞點(diǎn)被從步驟1315所設(shè)定的位置移動(dòng)到一個(gè)新的潛在靜止位置。在一個(gè)實(shí)施例中，位于碰撞體的表面的最接近于每個(gè)周圍碰撞點(diǎn)的位置是各自的潛在靜止位置。在一個(gè)備選實(shí)施例中，潛在靜止位置是一個(gè)處于一個(gè)碰撞點(diǎn)和最近的碰撞體表面點(diǎn)之間的位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)比例因子被用于確定最近的碰撞體表面點(diǎn)和潛在靜止位置之間的距離。在一個(gè)例子當(dāng)中，一個(gè)周圍碰撞點(diǎn)的潛在靜止位置是在步驟1315中確定的周圍碰撞點(diǎn)新位置和碰撞體的最近的表面點(diǎn)之間的距離的80％。
在周圍碰撞點(diǎn)位移到它們各自的潛在靜止位置后，在步驟1325為周圍碰撞響應(yīng)組確定碰撞響應(yīng)組。類似于步驟1315，每個(gè)周圍碰撞點(diǎn)從其初始位置到其各自的潛在靜止位置的位移被映射到此前由沖激響應(yīng)組所創(chuàng)建的基函數(shù)組上。每個(gè)位移映射創(chuàng)建一個(gè)與周圍碰撞點(diǎn)中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的基權(quán)重組。
一個(gè)周圍碰撞點(diǎn)的基底權(quán)重被應(yīng)用到相應(yīng)的與周圍碰撞點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的沖激響應(yīng)上以創(chuàng)建一個(gè)第二碰撞響應(yīng)。對(duì)每個(gè)周圍碰撞點(diǎn)重復(fù)該過程以創(chuàng)建第二碰撞響應(yīng)組。每個(gè)第二碰撞響應(yīng)定義靠近周圍碰撞點(diǎn)處的皮膚點(diǎn)的位移以響應(yīng)周圍碰撞點(diǎn)從其初始位置到其各自的潛在靜止位置的位移。
第二碰撞響應(yīng)被應(yīng)用于所有碰撞點(diǎn)，包括在步驟1310中選中的第一碰撞點(diǎn)，以將這些碰撞點(diǎn)從它們的潛在靜止位置移開。又一次地，第二碰撞響應(yīng)只被應(yīng)用于碰撞點(diǎn)，而非碰撞點(diǎn)在碰撞動(dòng)畫階段的該步驟中不被移動(dòng)。
將第二碰撞響應(yīng)應(yīng)用于碰撞點(diǎn)組之后，碰撞點(diǎn)組中的每個(gè)碰撞點(diǎn)將有新的位置。步驟1325為每個(gè)碰撞點(diǎn)確定從它們的初始位置的位移，并按照類似于如前所討論過的方式創(chuàng)建新的碰撞響應(yīng)組。新的碰撞響應(yīng)組被應(yīng)用于進(jìn)一步位移碰撞點(diǎn)組。重復(fù)這一創(chuàng)建碰撞響應(yīng)組并將該碰撞響應(yīng)組應(yīng)用于碰撞點(diǎn)組的過程，直到碰撞點(diǎn)組收斂于一個(gè)最終位移組。
圖14D示出將第二碰撞響應(yīng)組應(yīng)用于碰撞點(diǎn)組。一組碰撞點(diǎn)，1428、1430、1432、和1434，具有表示作為第二碰撞響應(yīng)組的結(jié)果的，自其潛在靜止位置的位移的向量。每個(gè)向量表示由其它碰撞點(diǎn)的第二碰撞響應(yīng)所產(chǎn)生的位移的和。例如，碰撞點(diǎn)1428的位移是來自碰撞點(diǎn)1430、1432、和1434的第二碰撞響應(yīng)的和。
在步驟1330，最終碰撞響應(yīng)被應(yīng)用于非碰撞點(diǎn)。在步驟1325中確定的最終位移組是每個(gè)碰撞點(diǎn)從其初始位置到其最終位置的位移。步驟1330把每個(gè)位移從最終位移組映射到基函數(shù)組上以創(chuàng)建與每個(gè)碰撞點(diǎn)相關(guān)的基權(quán)重。每個(gè)碰撞點(diǎn)的基底權(quán)被應(yīng)用于與之相關(guān)聯(lián)的沖激響應(yīng)從而為非碰撞點(diǎn)確定一個(gè)位移組。產(chǎn)生于每個(gè)碰撞點(diǎn)的位移被累加到一起以創(chuàng)建一個(gè)定義非碰撞點(diǎn)的位移的最終碰撞響應(yīng)以響應(yīng)碰撞。
圖14E示出為碰撞點(diǎn)確定最終碰撞響應(yīng)。以輪廓著重表示的碰撞點(diǎn)1436、1438、1440、和1442，被從它們的初始位置移動(dòng)它們的最終位置，如虛線輪廓所示?；谂鲎颤c(diǎn)組的位移，非碰撞點(diǎn)1444、1446、1448、和1450按它們各自的向量所示地被從它們的初始位置移走。每個(gè)向量表示由碰撞點(diǎn)組1436、1438、1440、和1442所貢獻(xiàn)的位移的和。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所有的碰撞響應(yīng)在基底空間內(nèi)被確定和累加。這改善了方法1300的效果。在該實(shí)施例中，在步驟1335中，最終碰撞響應(yīng)從基底映射形式被構(gòu)建回物理形式。來自碰撞的皮膚形變由最終碰撞響應(yīng)的加權(quán)和以及基函數(shù)組來確定。
在一個(gè)備選實(shí)施例中，表示碰撞點(diǎn)的沖激響應(yīng)的稀疏向量被用于確定最終碰撞響應(yīng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，碰撞體和碰撞點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)可以由它們處在靜止造型時(shí)的位置所確定。該實(shí)施例可用于不希望皮膚響應(yīng)被移動(dòng)太多以響應(yīng)碰撞，例如，皮膚(或者內(nèi)部碰撞屏蔽)和肌肉的碰撞的情況。
圖14F示出在模型皮膚上構(gòu)建的最終碰撞響應(yīng)。在圖14F的例子中，皮膚1452作為最終碰撞響應(yīng)的結(jié)果而向內(nèi)及圍繞碰撞體1454凸起，表現(xiàn)出響應(yīng)碰撞的逼真的形變。作為對(duì)比，也示出了初始的未形變角色表面的輪廓1456。
如上所討論的，在碰撞動(dòng)畫階段，直至確定最終碰撞響應(yīng)，只有碰撞點(diǎn)被移動(dòng)。這大大地限制了在確定碰撞響應(yīng)時(shí)所需要被計(jì)算的點(diǎn)的數(shù)量，而且允許碰撞動(dòng)畫階段實(shí)時(shí)地進(jìn)行。這使動(dòng)畫制作人得以微調(diào)角色與其周圍環(huán)境的互動(dòng)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，使角色形變以響應(yīng)已設(shè)定造型的甲胄的方法可以與使其形變響應(yīng)碰撞的方法結(jié)合起來。在此結(jié)合的實(shí)施例中，角色模型響應(yīng)已設(shè)定造型的甲胄和碰撞而逼真地形變。在此實(shí)施例中，動(dòng)畫處理被分成兩個(gè)階段一個(gè)結(jié)合的準(zhǔn)備階段和一個(gè)結(jié)合的動(dòng)畫階段。與其它實(shí)施例類似，在此實(shí)施例中，結(jié)合的準(zhǔn)備階段為一個(gè)角色模型進(jìn)行一次。在結(jié)合的準(zhǔn)備階段，一個(gè)甲胄基組、一個(gè)相應(yīng)的皮膚模式組、和一個(gè)幀權(quán)重組如方法400所述地被確定。另外，結(jié)合的準(zhǔn)備階段如方法1100所描述地確定皮膚沖激響應(yīng)組和一個(gè)相關(guān)聯(lián)的沖激基組。
結(jié)合的動(dòng)畫階段使用甲胄基底組、皮膚模式組、幀權(quán)重組、皮膚沖激響應(yīng)組、和沖激基組以創(chuàng)建一個(gè)根據(jù)來自動(dòng)畫制作人的規(guī)定而設(shè)定造型和形變的角色模型。圖15示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于制作結(jié)合的動(dòng)畫階段中的角色的動(dòng)畫的方法的方框圖。在步驟1505中，一個(gè)已設(shè)定的甲胄定義期望的最終已設(shè)定造型的角色的形體姿態(tài)。如上所討論的，已設(shè)定造型的甲胄可以由動(dòng)畫制作人通過在關(guān)鍵幀間內(nèi)插，或者程序化地使用一個(gè)或多個(gè)動(dòng)畫變量、函數(shù)、過程、或者算法從而手工地得到。另外，由于附在甲胄上的座標(biāo)參考幀組跟著與它們相關(guān)的甲胄段從靜止位置到已設(shè)定造型位置，所以定義座標(biāo)參考幀組的位置和方向的向量組也在步驟1505中確定。
在步驟1510，為座標(biāo)參考幀確定皮膚造型響應(yīng)組。每個(gè)皮膚造型響應(yīng)以類似于方法900中所描述的方式而被確定。通常，造型向量和基函數(shù)組在座標(biāo)參考幀的已設(shè)定造型位置被變換到由座標(biāo)參考幀所定義的并列空間中。變換后的造型向量被映射到已變換的甲胄基函數(shù)組上以創(chuàng)建基函數(shù)權(quán)組。該基函數(shù)權(quán)重組被應(yīng)用于各個(gè)座標(biāo)參考幀中的皮膚模式以為座標(biāo)參考幀確定一個(gè)皮膚造型響應(yīng)。為每個(gè)座標(biāo)參考幀重復(fù)該過程以創(chuàng)建皮膚造型響應(yīng)組。
在步驟1515，由皮膚造型響應(yīng)組所確定的復(fù)合皮膚造型響應(yīng)被確定。類似于之前討論的方法900，來自每個(gè)座標(biāo)參考幀的皮膚造型響應(yīng)根據(jù)相關(guān)聯(lián)的幀權(quán)重被結(jié)合以糾正非期望的剪切效應(yīng)。通常，皮膚造型響應(yīng)組被從與它們相關(guān)的座標(biāo)參考幀變換為全局參考幀并且根據(jù)幀權(quán)重組被累加。該步驟的結(jié)果是一個(gè)復(fù)合皮膚響應(yīng)。
在步驟1520，點(diǎn)約束被識(shí)別。點(diǎn)約束是由于角色模型與其自己或者外部物體的碰撞所造成的移動(dòng)的點(diǎn)。動(dòng)畫制作者可以采用在每個(gè)幀內(nèi)放置物體使之與角色模型相接觸的方法創(chuàng)建碰撞，其可以是手動(dòng)的也可以是由一組關(guān)鍵幀或一個(gè)或多個(gè)動(dòng)畫變量所定義的動(dòng)作的結(jié)果。點(diǎn)約束也可以產(chǎn)生自動(dòng)畫制作人將角色模型的一個(gè)點(diǎn)附到另一個(gè)物體上，或者通過手動(dòng)地迫使一個(gè)皮膚點(diǎn)進(jìn)入一個(gè)新的位置。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟1520通過在角色模型的皮膚上的每個(gè)點(diǎn)周圍定義一個(gè)半徑來識(shí)別潛在碰撞點(diǎn)。在一個(gè)備選實(shí)施例中，一個(gè)邊界框被用于識(shí)別潛在碰撞點(diǎn)。步驟1520識(shí)別被用于確定來自一個(gè)碰撞的角色模型的形變碰撞點(diǎn)組。
在步驟1525，碰撞點(diǎn)組被評(píng)估以確定皮膚碰撞響應(yīng)。步驟1525的一個(gè)實(shí)施例根據(jù)如上所討論的方法1300評(píng)估碰撞點(diǎn)組。通常，為一個(gè)第一碰撞點(diǎn)確定一個(gè)第一位移。第一位移被映射到?jīng)_激基函數(shù)組上以確定來自皮膚沖激響應(yīng)的初始碰撞響應(yīng)。該初始碰撞響應(yīng)移動(dòng)周圍的碰撞點(diǎn)。周圍碰撞點(diǎn)的位移被應(yīng)用于它們各自的皮膚沖激響應(yīng)以進(jìn)一步移動(dòng)碰撞點(diǎn)組。碰撞點(diǎn)組的進(jìn)一步位移創(chuàng)建后續(xù)的碰撞響應(yīng)，其被反復(fù)地進(jìn)行直至碰撞點(diǎn)收斂到它們的最終位置。碰撞點(diǎn)組的最終位置定義一個(gè)皮膚碰撞響應(yīng)，該皮膚碰撞響應(yīng)隨后被應(yīng)用于非碰撞點(diǎn)組。
在步驟1530，角色模型由復(fù)合皮膚造型響應(yīng)和皮膚碰撞響應(yīng)來構(gòu)建。在一個(gè)實(shí)施例中，復(fù)合皮膚造型響應(yīng)和皮膚碰撞響應(yīng)均被以它們的基映射形式來存儲(chǔ)和處理。在此實(shí)施例中，復(fù)合皮膚響應(yīng)的加權(quán)和及甲胄基函數(shù)被加至皮膚碰撞響應(yīng)的加權(quán)和及刺激基函數(shù)組。結(jié)果是一個(gè)響應(yīng)于甲胄造型和碰撞而形變的角色模型。
為每個(gè)幀重復(fù)方法1500的步驟以產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)畫序列。由于皮膚模式響應(yīng)和皮膚沖激響應(yīng)在結(jié)合的準(zhǔn)備階段被預(yù)計(jì)算，結(jié)合的動(dòng)畫階段可以實(shí)時(shí)地或者近乎實(shí)時(shí)地進(jìn)行。這使得動(dòng)畫制作人可以有效地微調(diào)動(dòng)畫并最大化動(dòng)畫的戲劇效果。另外，由于角色模型的結(jié)合的皮膚響應(yīng)逼真地形變以響應(yīng)甲胄造型和碰撞，動(dòng)畫制作人在動(dòng)畫處理過程中看到角色模型的最終外形，而不必等著看動(dòng)畫的最終效果。
此外，本發(fā)明確定一種逼真的，直接來自己設(shè)定的造型的角色形變，其不需要?jiǎng)?chuàng)建物理模擬技術(shù)所要求的基本的骨骼和肌肉結(jié)構(gòu)，或運(yùn)動(dòng)變換技術(shù)所用的復(fù)雜的甲胄權(quán)。相比現(xiàn)有的動(dòng)畫技術(shù)，這減少了創(chuàng)建角色模型所需的時(shí)間和精力。
應(yīng)該指出的是一旦使用一個(gè)或多個(gè)上述的實(shí)施例創(chuàng)建了已設(shè)定造型的或者變形的模型，任何渲染技術(shù)，例如射線軌跡或者行掃描渲染，可以結(jié)合光線、陰影、像素映射、以及任何其它圖像處理信息，由該模型創(chuàng)建最終的圖片或者幀。
在閱讀了所附的文檔后，另一個(gè)實(shí)施例對(duì)于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員是可以被想像的。在其它實(shí)施例中，以上所揭示的發(fā)明可以方便地進(jìn)行結(jié)合或者亞結(jié)合。流程圖的結(jié)構(gòu)的方框圖是按照便于理解的原則來分類的。然而，可以理解的是，在本發(fā)明的備選實(shí)施例中，方框的結(jié)合、新方框的加入、方框的重新安排、以及類似的情況是可以預(yù)期的。
因此，說明書和附圖應(yīng)該被視為一種描述而并非是限制意義的。顯然地，可以在不背離本發(fā)明在權(quán)利要求中所提出的更廣范圍的精神及范圍的前提下做各種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種創(chuàng)建已設(shè)定造型的角色模型的方法，該方法包括從一組采樣角色位置來確定基組；為角色模型確定皮膚響應(yīng)組，其中每個(gè)皮膚響應(yīng)與基組中的一個(gè)基相對(duì)應(yīng)；將第一角色造型映射到基組以確定在第一參考幀中的基權(quán)重組；將基權(quán)重組應(yīng)用于皮膚響應(yīng)組上以創(chuàng)建第一皮膚造型響應(yīng)；和從第一皮膚造型響應(yīng)和基組來構(gòu)建已設(shè)定造型的角色模型。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括為第二參考幀重復(fù)映射角色造型以及應(yīng)用基權(quán)重組的步驟以創(chuàng)建第二皮膚造型響應(yīng)；和從第一皮膚造型響應(yīng)、第二皮膚造型響應(yīng)、和基組來構(gòu)建已設(shè)定造型的角色模型。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述構(gòu)建包括根據(jù)一組與第一和第二參考幀相關(guān)聯(lián)的幀權(quán)重組來結(jié)合第一和第二皮膚造型響應(yīng)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括通過將初始幀權(quán)重值組在角色模型內(nèi)擴(kuò)散以確定幀權(quán)重組。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括通過將皮膚響應(yīng)組與相應(yīng)的非線性解組相比較以確定幀權(quán)重組。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括把幀權(quán)重組的至少一部分設(shè)置為接收自用戶的值。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括為第二角色造型重復(fù)映射角色造型、應(yīng)用基權(quán)重組以及映射皮膚響應(yīng)組的步驟以創(chuàng)建第二已設(shè)定造型角色模型。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中采樣角色位置組包括角色造型的訓(xùn)練組。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中采樣角色位置組包括至少一個(gè)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的造型。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中甲胄被用于定義采樣角色位置組和第一角色造型。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第一角色造型是至少部分地根據(jù)動(dòng)畫變量所定義的。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中確定皮膚響應(yīng)組包括對(duì)基組的每個(gè)基應(yīng)用一組從基組中基到角色模型的一部分的位移，和在整個(gè)角色模型上最小化位移的函數(shù)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，其中所述函數(shù)是一材料能量函數(shù)。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括將角色模型離散化成采樣點(diǎn)的三維域、將一組位移應(yīng)用到采樣點(diǎn)的一部分、以及在每個(gè)與角色模型相關(guān)聯(lián)的采樣點(diǎn)上使函數(shù)最小化。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，其中所述域是迪卡爾網(wǎng)格。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，其中所述域是一組四邊形元素的頂點(diǎn)。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中皮膚響應(yīng)組的每一個(gè)響應(yīng)都被定義為基組的元素的線性組合。
18.一種用于創(chuàng)建已設(shè)定造型的角色模型的方法，包括將角色造型變換為與角色模型相關(guān)聯(lián)的參考幀組；為每個(gè)參考幀創(chuàng)建角色模型的皮膚造型響應(yīng)以響應(yīng)角色造型；和從每個(gè)參考幀的皮膚造型響應(yīng)構(gòu)建角色模型的復(fù)合皮膚響應(yīng)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，其中所述構(gòu)建復(fù)合皮膚響應(yīng)包括將第一參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分與第二參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分相結(jié)合。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，其中第一參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分和第二參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分與角色模型的兩個(gè)至少部分地交迭的區(qū)域相對(duì)應(yīng)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，其中第一參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分和第二參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分與角色模型的兩個(gè)相同區(qū)域相對(duì)應(yīng)。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，其中第一參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分和第二參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分與角色模型的兩個(gè)不同區(qū)域相對(duì)應(yīng)。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，其中第一參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分和第二參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分根據(jù)定義第一和第二參考幀的響應(yīng)對(duì)復(fù)合皮膚響應(yīng)的影響的幀權(quán)重組而被結(jié)合。
24.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括確定與參考幀組相關(guān)聯(lián)的幀權(quán)重組，該幀權(quán)重組定義了每個(gè)參考幀對(duì)復(fù)合皮膚響應(yīng)的影響。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，其中所述確定幀權(quán)重組包括使初始幀權(quán)重值組在角色模型中擴(kuò)散。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，其中所述擴(kuò)散包括將角色模型離散化成三維采樣點(diǎn)域；將初始幀權(quán)重值賦給鄰近每個(gè)參考幀的原點(diǎn)的采樣點(diǎn)；和從初始幀權(quán)重值的擴(kuò)散確定多個(gè)采樣點(diǎn)組的幀權(quán)重值組。
27.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，還包括通過將皮膚響應(yīng)組和相應(yīng)的非線性解相比較以確定幀權(quán)重組。
28.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，還包括把幀權(quán)重組的至少一部分設(shè)置為接收自用戶的值。。
29.一種具有多個(gè)適用于指揮信息處理裝置執(zhí)行一種操作的指令的信息存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述操作包括以下步驟從一組采樣角色位置確定基組；為角色模型確定皮膚響應(yīng)組，其中每個(gè)皮膚響應(yīng)與基組中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)；將第一角色造型映射到基組以確定在第一參考幀內(nèi)的基權(quán)重組；將基權(quán)重組應(yīng)用于皮膚響應(yīng)組以創(chuàng)建第一皮膚造型響應(yīng)；從第一皮膚造型響應(yīng)和基組構(gòu)建已設(shè)定造型的角色模型。
30.如權(quán)利要求29所述的信息存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，還包括為第二參考幀重復(fù)映射角色造型和應(yīng)用基權(quán)重組的步驟以創(chuàng)建第二皮膚造型響應(yīng)；和由第一皮膚造型響應(yīng)、第二皮膚造型響應(yīng)、和基組來構(gòu)建已設(shè)定造型的角色模型。
31.如權(quán)利要求29所述的信息存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述第一角色造型是至少部分地根據(jù)動(dòng)畫變量而被定義。
32.如權(quán)利要求29所述的信息存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，其中確定皮膚響應(yīng)組包括為基組的每個(gè)基應(yīng)用一組從基組中的基到角色模型的一部分的位移，以及在整個(gè)角色模型上最小化位移的函數(shù)。
33.一種具有多個(gè)適用于指揮信息處理裝置執(zhí)行一種操作的指令的信息存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述操作包括以下步驟將角色造型變換為與角色模型相關(guān)聯(lián)的參考幀組；對(duì)每個(gè)參考幀創(chuàng)建角色模型的皮膚造型響應(yīng)以響應(yīng)角色造型；和從每個(gè)參考幀的皮膚造型響應(yīng)構(gòu)建復(fù)合皮膚響應(yīng)。
34.如權(quán)利要求33所述的信息存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述構(gòu)建復(fù)合皮膚響應(yīng)包括將第一參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分和第二參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分相結(jié)合。
35.如權(quán)利要求34所述的信息存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述第一參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分和第二參考幀的皮膚響應(yīng)的一部分根據(jù)定義第一和第二參考幀的響應(yīng)對(duì)復(fù)合皮膚響應(yīng)的影響的幀權(quán)重組而被結(jié)合。
36.如權(quán)利要求35所述的信息存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述操作還包括確定與參考幀組相關(guān)聯(lián)的幀權(quán)重組的步驟，該幀權(quán)重組定義了每個(gè)參考幀對(duì)復(fù)合皮膚響應(yīng)的影響。
37.一種包括具有處于第一造型的角色模型的第一圖形和具有處于第二造型的角色模型的后續(xù)圖形的有形媒體，其中處于第二造型的角色模型的外觀獨(dú)立于處于第一造型的角色模型的外觀，并且處于第一和第二造型的角色是根據(jù)如權(quán)利要求1所述的方法所創(chuàng)建的。
38.一種包括具有處于第一造型的角色模型的第一圖形和具有處于第二造型的角色模型的后續(xù)圖形的有形媒體，其中處于第二造型的角色模型的外觀獨(dú)立于處于第一造型的角色模型的外觀，并且處于第一和第二造型的角色是根據(jù)如權(quán)利要求18所述的方法所創(chuàng)建的。
全文摘要
一種用于制作軟體角色(圖9)的動(dòng)畫的方法，具有處在動(dòng)畫階段(310)之前的準(zhǔn)備階段(305)。在準(zhǔn)備階段，對(duì)一組基造型確定角色模型的皮膚形變。來自設(shè)定造型所致的皮膚形變借助一組基造型被緊湊地表達(dá)。在動(dòng)畫階段，基造型組和皮膚模式響應(yīng)組被用于創(chuàng)建最終已設(shè)定造型的角色。期望的角色造型被映射到一組基上以確定基權(quán)重組?；鶛?quán)重組被應(yīng)用于皮膚響應(yīng)組以創(chuàng)建皮膚造型響應(yīng)，該皮膚造型響應(yīng)被映射到基組上以創(chuàng)建已設(shè)定的角色模型。
文檔編號(hào)G06T15/70GK1788282SQ03826436
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2003年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月14日
發(fā)明者J·安德森, A·伍德巴瑞 申請(qǐng)人:皮克薩公司