[发明专利]诸如弹跳缓动的无状态动画

说明书

技术领域

本发明涉及软件仿真，尤其涉及能真实地仿真弹跳行为的动画系统。

背景技术

在软件应用程序中，经常使用仿真来近似诸如物理规律等自然现象。例如，游戏经常仿真真实世界的体验，诸如，赛车、飞行、等等。仿真通常涉及复杂的软件模块，其被设计为模仿物理系统的行为。软件类似于真实世界输入那样将输入应用于模型。例如，重力仿真器可接收关于对象的质量、它的空气动力学性质、施加在对象上的一个或多个力等等的输入。

仿真也有助于在用户界面动画中增加该界面的用户所体验到的与对象的交互的真实性。例如，从一个位置活动到另一个位置的文件夹相对于那些简单地消失后在另一个位置重新出现的文件夹而言更易于被理解。一种类型的用户界面动画是“弹跳”，其涉及具有一定弹性的对象在从一个位置移动到另一个位置时的意愿。例如，软件设计者可能希望被从一个位置拖拽到另一个位置的对象在目的地发生弹跳，如同其在物理上被放下时一样。弹跳将用户的注意引至对象的新位置，并且给予该对象更真实性的感觉，使得界面使用起来更令人满意。

不幸的是，典型的仿真难以用于用户界面动画和类似的应用程序。设置并运行包括随时间存储的状态信息的复杂模型通常是不可行的。这些模型的要求是资源密集的，并且不允许在中间开始仿真、或甚至相反地运行仿真。相反，这些模型通常被设计为从开始到完成无间断的运行。用于用户界面的动画通常更是声明性的，因为应用程序作者知道“自(from)”值和“至(to)”值，并且希望动画在这两个值之间发生。这些动画相对于简单的线性内插而言是更困难的。

发明内容

在此描述了一种动画系统，该动画系统在真实地仿真弹跳行为的动画的过程上使用传递函数。该传递函数对归一化时间进行映射，并允许用户指定弹跳次数和弹跳程度因数。给定归一化时间输入，该动画系统将该时间输入映射到单位空间，其中单个单位是第一次弹跳的持续时间。在该坐标空间中，系统可寻找对应的弹跳并计算该弹跳的开始单位和结束单位。系统将开始和结束单位投影回归一化时间尺度，并将这些点拟合到二次曲线。该二次曲线可以在归一化时间输入上被直接求值，以产生特定输出。因此，该动画系统提供了仿真，使得：(1)用户具有对弹跳次数和弹跳程度的可定制控制；(2)系统可在任何点无状态地对传递函数的输出进行求值，而不需要仿真先前状态或输出值，并且(3)所得的传递函数准确地仿真了在重力下下落并以弹性碰撞来进行弹跳的对象的运动。

提供本概述是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限定所要求保护的主题的范围。

附图说明

图1是示出在一个实施例中的动画系统的组件的框图。

图2是示出在一个实施例中的动画模式组件选择模式的处理的流程图。

图3是示出在一个实施例中的无状态动画组件基于输入而无状态地确定动画对象的当前位置的处理的流程图。

图4是四幅图片，示出在一个实施例中的此次所描述的弹跳传递函数的示例。

具体实施方式

在此描述了一种动画系统，该动画系统在真实地仿真弹跳行为(诸如，弹跳的球)的动画的过程上使用传递函数。该传递函数对归一化时间进行映射，并允许用户指定弹跳次数和弹跳程度(在两个连续弹跳的最高点之间的相对幅度)。给定归一化时间输入，该动画系统将该时间输入映射到单位空间，其中单个单位是第一次弹跳的持续时间。在该坐标空间中，系统可寻找对应的弹跳并计算该弹跳的开始单位和结束单位。系统将开始和结束单位投影回归一化时间尺度，计算该弹跳的幅度(以定义中点)，并将这些点拟合到二次曲线。该二次曲线可以在归一化时间输入上被直接求值，以产生特定输出(诸如，在给定时间的弹跳高度)。因此，该动画系统提供了仿真，使得：(1)用户具有对弹跳次数和弹跳程度的可定制控制；(2)系统可在任何点对传递函数的输出进行求值，而不需要仿真先前状态或输出值(即，无状态的)，并且(3)所得的传递函数准确地仿真了在重力下下落并以弹性碰撞进行弹跳的对象的运动(诸如，每次弹跳是对称的，并且每次弹跳的持续时间与其最高点幅度成正比)。