角色面部朝向的調(diào)整方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機(jī)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種角色面部朝向的調(diào)整方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在早期的動漫以及游戲制作過程中所普遍采用的技術(shù)被稱為“關(guān)節(jié)動畫”，然而，其明顯缺陷在于:動漫/游戲角色在運(yùn)動的過程中，其關(guān)節(jié)的結(jié)合處會出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響視覺效果。為了能夠改進(jìn)上述缺陷，骨骼蒙皮動畫應(yīng)運(yùn)而生。
[0003]目前的所有動畫幾乎都采用骨骼蒙皮動畫技術(shù)，其要求每一個骨骼的頂點都包含相關(guān)的骨骼信息，這樣在骨骼運(yùn)動的時候，骨骼的頂點也可以做相應(yīng)的運(yùn)動，由此確保關(guān)節(jié)的結(jié)合處不會出現(xiàn)裂縫。具體地，蒙在骨骼的頂點上的東西叫蒙皮，單位的運(yùn)動是由骨骼運(yùn)動所帶動的，而骨骼又是由空間中的一系列點連成線組成的。
[0004]骨骼動畫的基本原理可概括為:在骨骼控制下，通過頂點混合動態(tài)計算蒙皮網(wǎng)格的頂點，而骨骼的運(yùn)動相對于其父骨骼，并由動畫關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)驅(qū)動。一個骨骼動畫通?？梢园?骨骼層次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，網(wǎng)格(Mesh)數(shù)據(jù)，網(wǎng)格蒙皮數(shù)據(jù)(skin info)和骨骼的動畫(關(guān)鍵幀)數(shù)據(jù)。
[0005]另外，上文中提到的關(guān)鍵幀是計算機(jī)動畫術(shù)語，幀即為動畫中最小單位的單幅影像畫面，其相當(dāng)于電影膠片上的每一格鏡頭。在動畫軟件的時間軸上幀可以表現(xiàn)為一格或一個標(biāo)記。例如:游戲角色每做出動作的一個姿勢(POSE)即為動作的一幀，因為它只是一幀，所以這個姿勢是靜態(tài)的，不會改變。而關(guān)鍵幀則相當(dāng)于二維動畫中的原畫，其指的是角色或者物體運(yùn)動或變化中的關(guān)鍵動作所位于的那一幀。需要說明的是，關(guān)鍵幀與關(guān)鍵幀之間的動畫可以由軟件來創(chuàng)建，被稱為過渡幀或者中間幀。
[0006]相關(guān)技術(shù)在三維動畫的演示過程中，無法準(zhǔn)確設(shè)定游戲角色的面部(特別是眼睛)能夠朝向特定的觀測位置(例如:攝像機(jī))，游戲制作人員或者玩家通常僅能夠在演示過程中看到游戲角色的側(cè)臉甚至是后腦和背影，嚴(yán)重影響了觀看動畫或者進(jìn)行游戲的視覺體驗。
[0007]針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明實施例提供了一種角色面部朝向的調(diào)整方法及裝置，以至少解決相關(guān)技術(shù)在三維動畫的演示過程中，無法準(zhǔn)確設(shè)定游戲角色的面部能夠朝向特定的觀測位置的技術(shù)問題。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種角色面部朝向的調(diào)整方法，包括:獲取視點所在的位置信息以及角色在視點的視角范圍內(nèi)的當(dāng)前面部朝向信息;按照視點的位置信息對當(dāng)前面部朝向信息進(jìn)行調(diào)整，直至角色面向視點。
[0010]進(jìn)一步地，獲取角色在視點的視角范圍內(nèi)的當(dāng)前面部朝向信息包括:在視頻加載過程中，分別記錄角色的頭部骨骼的位置信息和眼部骨骼的位置信息，其中，眼部骨骼的位置信息包括:左眼骨骼的位置信息和右眼骨骼的位置信息；根據(jù)記錄的頭部骨骼的位置信息和眼部骨骼的位置信息獲取當(dāng)前面部朝向信息。
[0011]進(jìn)一步地，按照位置信息對當(dāng)前面部朝向信息進(jìn)行調(diào)整，直至角色面向視點包括:采用視點的位置信息與當(dāng)前面部朝向信息計算位置偏差;根據(jù)位置偏差判斷角色的面部是否可以朝向視點；如果是，則先根據(jù)眼部骨骼的位置信息和位置偏差將角色的眼睛調(diào)整至注視視點，再根據(jù)頭部骨骼的位置信息和位置偏差逐幀更新頭部骨骼的位置信息直至角色面向視點。
[0012]進(jìn)一步地，根據(jù)位置偏差判斷角色的面部是否可以朝向視點包括:確定位置偏差在世界坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)值，其中，角色當(dāng)前面朝X軸的正方向，角色的左手邊為y軸正方向以及地平面的法線方向為z軸的正方向；分別判斷三維坐標(biāo)值是否位于預(yù)先設(shè)定的角色的頭部轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)。
[0013]進(jìn)一步地，根據(jù)眼部骨骼的位置信息和位置偏差將眼睛調(diào)整至注視視點包括:通過眼部骨骼的位置信息和位置偏差確定眼睛待轉(zhuǎn)動的方向；采用位置偏差和眼睛待轉(zhuǎn)動的方向生成旋轉(zhuǎn)矩陣;根據(jù)眼部骨骼的位置信息與旋轉(zhuǎn)矩陣的計算結(jié)果將眼睛調(diào)整至注視視點。
[0014]進(jìn)一步地，根據(jù)頭部骨骼的位置信息和位置偏差逐幀更新頭部骨骼的位置信息直至角色面向視點包括:將與當(dāng)前面部朝向信息對應(yīng)的初始頭部骨骼矩陣轉(zhuǎn)換為初始四元數(shù);將與角色面向視點對應(yīng)的目標(biāo)頭部骨骼矩陣轉(zhuǎn)換為目標(biāo)四元數(shù);在從初始四元數(shù)變換為目標(biāo)四元數(shù)的過程中，按照預(yù)設(shè)的旋轉(zhuǎn)時間逐幀計算每幀所分別對應(yīng)的插值;按照計算得到的每幀所分別對應(yīng)的插值依次確定在經(jīng)過每幀更新后頭部骨骼所在的位置，直至角色面向視點。
[0015]根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種角色面部朝向的調(diào)整裝置，包括:獲取模塊，用于獲取視點所在的位置信息以及角色在視點的視角范圍內(nèi)的當(dāng)前面部朝向信息；調(diào)整模塊，用于按照視點的位置信息對當(dāng)前面部朝向信息進(jìn)行調(diào)整，直至角色面向視點。
[0016]進(jìn)一步地，獲取模塊包括:記錄單元，用于在視頻加載過程中，分別記錄角色的頭部骨骼的位置信息和眼部骨骼的位置信息，其中，眼部骨骼的位置信息包括:左眼骨骼的位置信息和右眼骨骼的位置信息；獲取單元，用于根據(jù)記錄的頭部骨骼的位置信息和眼部骨骼的位置信息獲取當(dāng)前面部朝向信息。
[0017]進(jìn)一步地，調(diào)整模塊包括:計算單元，用于采用視點的位置信息與當(dāng)前面部朝向信息計算位置偏差;判斷單元，用于根據(jù)位置偏差判斷角色的面部是否可以朝向視點；調(diào)整單元，用于在判斷單元輸出為是時，則先根據(jù)眼部骨骼的位置信息和位置偏差將角色的眼睛調(diào)整至注視視點，再根據(jù)頭部骨骼的位置信息和位置偏差逐幀更新頭部骨骼的位置信息直至角色面向視點。
[0018]進(jìn)一步地，判斷單元包括:第一確定子單元，用于確定位置偏差在世界坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)值，其中，角色當(dāng)前面朝X軸的正方向，角色的左手邊為y軸正方向以及地平面的法線方向為z軸的正方向；判斷子單元，用于分別判斷三維坐標(biāo)值是否位于預(yù)先設(shè)定的角色的頭部轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)。
[0019]進(jìn)一步地，調(diào)整單元包括:第二確定子單元，用于通過眼部骨骼的位置信息和位置偏差確定眼睛待轉(zhuǎn)動的方向；生成子單元，用于采用位置偏差和眼睛待轉(zhuǎn)動的方向生成旋轉(zhuǎn)矩陣;第一調(diào)整子單元，用于根據(jù)眼部骨骼的位置信息與旋轉(zhuǎn)矩陣的計算結(jié)果將眼睛調(diào)整至注視視點。
[0020]進(jìn)一步地，調(diào)整單元包括:第一轉(zhuǎn)換子單元，用于將與當(dāng)前面部朝向信息對應(yīng)的初始頭部骨骼矩陣轉(zhuǎn)換為初始四元數(shù);第二轉(zhuǎn)換子單元，用于將與角色面向視點對應(yīng)的目標(biāo)頭部骨骼矩陣轉(zhuǎn)換為目標(biāo)四元數(shù);計算子單元，用于在從初始四元數(shù)變換為目標(biāo)四元數(shù)的過程中，按照預(yù)設(shè)的旋轉(zhuǎn)時間逐幀計算每幀所分別對應(yīng)的插值;第二調(diào)整子單元，用于按照計算得到的每幀所分別對應(yīng)的插值依次確定在經(jīng)過每幀更新后頭部骨骼所在的位置，直至角色面向視點。
[0021]在本發(fā)明實施例中，采用獲取視點所在的位置信息以及角色在視點的視角范圍內(nèi)的當(dāng)前面部朝向信息的方式，通過按照視點的位置信息對當(dāng)前面部朝向信息進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到了角色面向視點的目的，從而實現(xiàn)了游戲/動漫中的角色在進(jìn)行三維動畫演示時能夠會面對視角(例如:攝像機(jī))，提升用戶體驗的技術(shù)效果，進(jìn)而解決了相關(guān)技術(shù)在三維動畫的演示過程中，無法準(zhǔn)確設(shè)定游戲角色的面部能夠朝向特定的觀測位置的技術(shù)問題。
【附圖說明】
[0022]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的角色面部朝向的調(diào)整方法；
[0024]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的判斷頭部是否能夠轉(zhuǎn)向視角的流程圖；
[0025]圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的角色頭部從初始位置旋轉(zhuǎn)至目標(biāo)位置的二維空間示意圖；
[0026]圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的角色面部朝向的調(diào)整裝置的結(jié)