一種動(dòng)態(tài)捕捉3d數(shù)據(jù)處理方法及其3d模型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及3D模型動(dòng)畫(huà)構(gòu)建領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)態(tài)捕捉3D數(shù)據(jù)處理方法及其3D模型。
【背景技術(shù)】
[0002]在以往的3D影視制作生產(chǎn)中，動(dòng)畫(huà)通常都是由動(dòng)畫(huà)師手Key動(dòng)畫(huà)(即生成動(dòng)畫(huà)關(guān)鍵幀)。但是，由于人手操作的限制，一個(gè)好的動(dòng)畫(huà)師，KEY出的動(dòng)畫(huà)，時(shí)間與速度上都有限，而且與真人的動(dòng)作逼真性比，動(dòng)畫(huà)師相對(duì)非常難KEY到真實(shí)人表演的動(dòng)作。
[0003]隨時(shí)代的發(fā)展，出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)捕捉技術(shù)。亦即動(dòng)態(tài)捕捉采集動(dòng)作演員的肢體動(dòng)作，將采集的肢體動(dòng)作能快速的運(yùn)用在影視生產(chǎn)中。現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)捕捉技術(shù)采集的動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)(即肢體動(dòng)作的位移、旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)等)，通常經(jīng)由Mot1nBuilder軟件，將動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到其它三維軟件的角色中。然后動(dòng)畫(huà)師再稍做修改以及附加其它的動(dòng)畫(huà)(如手指，口型及道具等)。
[0004]上述動(dòng)態(tài)捕捉獲取的數(shù)據(jù)通過(guò)Mot1nBuilder導(dǎo)出的動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)為骨骼動(dòng)畫(huà)，骨骼動(dòng)畫(huà)曲線導(dǎo)出到MAYA (—種常用的3D動(dòng)畫(huà)制作軟件)的最終模型。因?yàn)槟Ｐ偷腍ips骨骼(臀部骨骼)上同時(shí)包含了捕捉動(dòng)畫(huà)的旋轉(zhuǎn)與位移值，但在實(shí)際的動(dòng)態(tài)捕捉系統(tǒng)中，捕捉的數(shù)據(jù)位移模塊設(shè)置在人體的尾骨處。
[0005]當(dāng)演員在做動(dòng)作的時(shí)候，臀部骨骼處的位移與模型上的位移將會(huì)有偏差，造成例如模型在模擬站立不動(dòng)或者蹲下的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)模型上半身后仰的狀態(tài)的問(wèn)題。3D模型與動(dòng)作演員的實(shí)際肢體動(dòng)作存在一定的位移偏差，跟隨程度不夠精準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種動(dòng)態(tài)捕捉3D數(shù)據(jù)處理方法及其3D模型，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中，導(dǎo)入3D模型的動(dòng)作數(shù)據(jù)與動(dòng)作演員的實(shí)際肢體動(dòng)作存在一定的位移偏差，跟隨程度不夠精準(zhǔn)的問(wèn)題。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案:
一種動(dòng)態(tài)捕捉3D數(shù)據(jù)處理方法，其中，所述方法包括:
構(gòu)建角色的3D模型；
依次建立具有特定層級(jí)結(jié)構(gòu)的若干個(gè)骨骼并將所述骨骼與所述角色的3D模型相對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)綁定；
通過(guò)動(dòng)態(tài)捕捉系統(tǒng)獲取動(dòng)作演員的肢體動(dòng)作數(shù)據(jù)；
將所述肢體動(dòng)作數(shù)據(jù)通過(guò)預(yù)定的軟件導(dǎo)入所述骨骼并調(diào)整骨骼運(yùn)動(dòng)曲線；
在所述骨骼的驅(qū)動(dòng)下，所述3D模型沿所述骨骼運(yùn)動(dòng)曲線以執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作；
所述調(diào)整骨骼運(yùn)動(dòng)曲線的步驟具體包括:將所述肢體動(dòng)作數(shù)據(jù)中的整體位移數(shù)據(jù)導(dǎo)入到從臀部骨骼延伸出的位移骨骼中。
[0008]所述的動(dòng)態(tài)捕捉3D數(shù)據(jù)處理方法，其中，所述“依次建立具有特定層級(jí)結(jié)構(gòu)的若干個(gè)骨骼”的步驟具體包括: 從所述角色的3D模型的臀部開(kāi)始建立骨骼，形成臀部骨骼；
沿所述3D模型的水平面方向，從所述臀部骨骼中延伸出獨(dú)立的位移骨骼；
沿所述3D模型的垂直面方向，從臀部往上，依次建立腰、脖子、左/右手及頭的骨骼；以及從臀部往下，依次建立左/右大腿、左/右小腿、左/右腳、左/右腳尖的骨骼；
所述的動(dòng)態(tài)捕捉3D數(shù)據(jù)處理方法，其中，所述位移骨骼的層級(jí)高于所述臀部骨骼；所述位移骨骼帶動(dòng)臀部骨骼及其它處于低層級(jí)的骨骼作跟隨運(yùn)動(dòng)。
[0009]所述的動(dòng)態(tài)捕捉3D數(shù)據(jù)處理方法，其中，所述腰的骨骼沿臀部骨骼到頭骨骼方向，依次包括第一、第二及第三腰骨骼；
所述建立左/右手的步驟具體包括:在第三腰骨骼中分出左/右鎖骨并依次建立左/右手的上臂、前臂、手腕及手指骨骼。
[0010]所述的動(dòng)態(tài)捕捉3D數(shù)據(jù)處理方法，其中，所述位移骨骼設(shè)置在所述臀部骨骼與所述3D模型的尾骨之間的連線上。
[0011]所述的動(dòng)態(tài)捕捉3D數(shù)據(jù)處理方法，其中，所述位移骨骼設(shè)置在所述臀部骨骼與所述3D模型的尾骨之間的連線上靠近尾骨的三等分點(diǎn)處。
[0012]所述的動(dòng)態(tài)捕捉3D數(shù)據(jù)處理方法，其中，所述肢體動(dòng)作數(shù)據(jù)包括3D模型整體位移值以及若干骨骼間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)值。
[0013]一種動(dòng)態(tài)捕捉3D模型，包括獲取的動(dòng)作演員的肢體動(dòng)作數(shù)據(jù)以及角色的3D模型，其中，所述3D模型的骨骼包括獨(dú)立的，用于接收肢體動(dòng)作數(shù)據(jù)中的3D模型整體位移數(shù)據(jù)的位移骨骼。
[0014]所述的動(dòng)態(tài)捕捉3D模型，其中，所述位移骨骼設(shè)置在臀部骨骼與3D模型尾骨之間的連線上。
[0015]所述的動(dòng)態(tài)捕捉3D模型，其中，所述位移骨骼設(shè)置在所述臀部骨骼與所述3D模型的尾骨之間的連線上靠近尾骨的三等分點(diǎn)處。
[0016]有益效果:本發(fā)明提供的一種動(dòng)態(tài)捕捉3D數(shù)據(jù)處理方法及其3D模型，通過(guò)將模型骨骼中原有整合在臀部骨骼的位移從臀部骨骼中脫離出來(lái)，導(dǎo)入到一個(gè)新設(shè)置的，獨(dú)立的位移骨骼中。由于位移骨骼的位置能夠更好的接近動(dòng)作捕捉系統(tǒng)中位移數(shù)據(jù)模塊的位置(即動(dòng)作演員的尾骨處)。因此，可以有效的減少動(dòng)作位移的偏差，使3D模型的動(dòng)畫(huà)動(dòng)作更真實(shí)并且減少動(dòng)畫(huà)師的后期位移修改，提高3D模型動(dòng)畫(huà)制作的質(zhì)量及速度。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例的動(dòng)態(tài)捕捉3D數(shù)據(jù)處理方法的方法流程圖。
[0018]圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例的3D模型示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例的3D模型及其骨骼綁定示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例的骨骼驅(qū)動(dòng)3D模型的示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明具體實(shí)施例的骨骼示意圖。
[0022]圖6為本發(fā)明具體實(shí)施例的骨骼層次結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖7為本發(fā)明具體實(shí)施例的臀部骨骼及位移骨骼的示意圖。
[0024]圖8為現(xiàn)有技術(shù)未經(jīng)修正的3D模型站立動(dòng)作示意圖。
[0025]圖9為本發(fā)明具體實(shí)施例的3D模型站立動(dòng)作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)捕捉3D數(shù)據(jù)處理方法及其3D模型。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]如圖1所示，為本發(fā)明具體實(shí)施例的一種動(dòng)態(tài)捕捉3D數(shù)據(jù)處理方法。所述方法包括:
S1、構(gòu)建角色的3D模型。如圖2-4所示，在3D影視(動(dòng)畫(huà))制作過(guò)程中，模型組建好如圖2所示的角色的3D模型20之后，將建好的角色模型交給設(shè)置組。設(shè)置組將會(huì)針對(duì)角色的動(dòng)畫(huà)動(dòng)作等為角色綁定骨骼10 (如圖3所示)，并刷好權(quán)重，最終使得3D模型能在骨骼的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)起來(lái)(如圖4所示)。
[0028]S2、依次建立具有特定層級(jí)結(jié)構(gòu)的若干個(gè)骨骼并將所述骨骼與所述角色的3D模型相對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)綁定。
[0029]一般的，每一個(gè)骨骼都將會(huì)驅(qū)動(dòng)3D模型的相對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)位置(包括位移及相對(duì)旋轉(zhuǎn)值等)。具體的，所述骨骼的構(gòu)建過(guò)程可以采用如下方式:首先，從所述角色的3D模型的臀部開(kāi)始建立骨骼，形成臀部骨骼(Hips)。然后，沿所述3D模型的水平面方向，從所述臀部骨骼中延伸出獨(dú)立的位移骨骼(hipstranslat1n)。
[0030]并且，沿所述3D模型的垂直面方向，從臀部往上，依次建立腰(spine)、脖子(neck、neckl)、左/右手及頭(head)的骨骼，以及從臀部往下，依次建立左/右大腿(leg)、左/右小腿、左/右腳、左/右腳尖