[发明专利]一种角色动画实现方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图形技术领域，更具体地说，涉及一种角色动画实现方法及系统。

背景技术

角色动画是计算机动画技术的一个重要组成部分，在计算机辅助动画电影制作和各类广告制作中一直发挥着重要的作用。动画制作中所使用的角色动画技术的一个重要特点是动画渲染需要耗费大量时间，因此动画作品必须预先制作、渲染，然后作为视频文件播放，是非实时。但是，目前3D游戏等应用却需要实时的角色动画。

随着计算机硬件技术的发展，特别是消费级别的带有硬件加速功能的显卡技术的发展，实时角色动画逐渐在游戏中获得了越来越广泛的应用。目前的角色动画通常采用关键帧动画的方式或骨骼动画方式实现。

关键帧动画，通过为需要动画效果的属性准备一组与时间相关的值(这些值从动画序列中比较关键的帧中提取出来)，而其它时间帧中的值可以用这些关键值，采用线性插值方法计算得到，从而达到比较流畅的动画效果。普通的3D角色动画中，关键帧动画是对人物的网格(Mesh)模型采用关键帧生成动画。

然而，由于关键帧动画对于每个关键帧都必须存储所有顶点的位置，因此需要较大的存储空间。对于一个包含复杂部件、涉及很多关键点的角色而言，需要更大的存储空间。此外，由于角色是一个有关节的结构(不是一个刚体)，顶点的线性插值法不能保证多边形的相关维数，并且中间的帧将会扭曲躯体，从而产生网格的变形。

在骨骼动画中，动画人物由两个部分来表示：一个部分是形成层次的一系列骨胳，即骨架(skeleton)，每一个骨骼数据都包含其自身的动画数据；另一个部分是蒙在骨架上的皮肤(skin)，即网格模型，用于提供动画绘制所需要的几何模型和纹理材质信息。通过对骨架进行动画模拟，再利用骨胳控制皮肤变形就实现了角色动画。

骨骼动画与关键帧动画相比占用空间较小，因为它不需要存储每一帧的各个顶点的数据，而只需存储每一帧的骨骼(骨骼数量相对较少)，并且多个不同的皮肤可以通过使用相同的骨骼共享相同的动画。然而骨骼动画中，所有骨骼都有与之关联的网格模型，模型部件之间的层次结构都必须有真正的几何实体作为依赖基础。不利于模型部件层级间的控制，动画复用程度不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述的角色动画显示时模型部件不易控制、动画复用程度不高的问题，提供一种角色动画实现方法及系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种角色动画实现方法，用于实现角色动画挂接物的显示，包括以下步骤：

(a)建立一个或多个虚拟节点，每一所述虚拟节点与一个角色骨骼数据绑定；

(b)根据所述绑定的角色骨骼的动画数据生成虚拟节点的动画数据；

(c)将从存储装置中获取的挂接物动画数据绑定到所述虚拟节点的动画数据并播放所述挂接物动画，所述存储装置用于存储制作完成的挂接物，所述挂接物为角色动画佩戴或携带的物品。

在本发明所述的一种角色动画实现方法中，所述步骤(a)和步骤(b)之间进一步包括：生成与骨骼数据关联的网格数据，并将绑定虚拟节点的角色骨骼数据中的角色骨骼节点与网格数据的关联转换为所述虚拟节点与所述网格数据的关联。

在本发明所述的一种角色动画实现方法中，所述步骤(a)之前还包括确定角色骨骼和确定最大挂接物数量的步骤。

在本发明所述的一种角色动画实现方法中，所述步骤(b)中的虚拟节点的动画数据包括虚拟节点在关键帧的变换信息。

在本发明所述的一种角色动画实现方法中，所述虚拟节点与骨骼节点位置重合或者与骨骼节点位置相异。

本发明还提供一种角色动画实现系统，包括用于生成骨骼数据的骨骼编辑单元，还包括

虚拟节点创建单元，用于创建与骨骼编辑单元生成的角色骨骼数据绑定的虚拟节点；

动画数据生成单元，用于根据所述绑定的角色骨骼数据生成虚拟节点的动画数据；

挂接物存储单元，用于存储挂接物动画数据，所述挂接物为角色动画佩戴或携带的物品；

动画播放单元，用于将从挂接物存储单元获取的挂接物动画数据绑定到在虚拟节点的动画数据并播放挂接物动画。

在本发明所述的一种角色动画实现系统中，还包括：

网格编辑单元，用于生成与骨骼数据关联的网格数据；

关联转换单元，用于将绑定虚拟节点的角色骨骼节点与网格数据的关联转换为所述虚拟节点与所述网格数据的关联。

在本发明所述的一种角色动画实现系统中，所述骨骼编辑单元、动画数据生成单元、虚拟节点创建单元位于第一装置；所述挂接物存储单元和动画播放单元位于第二装置。