[发明专利]毛发运动合成器系统和用于毛发/皮毛流水线的优化技术

说明书

本申请是申请号为200780033172.7(PCT/US2007/016606)，申请日为2007年7月24日，题为“毛发运动合成器系统和用于毛发/皮毛流水线的优化技术”的专利申请的分案申请。

本申请是2007年5月11日递交的申请11/801,924的部分延续，申请11/801,924是2006年2月1日递交的申请11/345,355的部分延续，申请11/345,355是2002年1月16日递交并且现在已被授权为专利7,050,062的申请10/052,068的延续，申请10/052,068是现在已被授权为专利6,952,218的申请09/370,104的延续。本申请还要求2006年7月24日递交的临时专利申请60/833,113和2007年1月23日递交的临时专利申请60/886,286的优先权。

技术领域

本发明涉及皮毛的数字创建。更具体地，本发明涉及动物模型上的皮毛覆盖层(fur coat)的逼真特写和远处外观的数字创建。

背景技术

在计算机图形中对可信的哺乳动物进行建模、动画制作(animate)和呈递(render)的许多挑战之一是制作看起来逼真的皮毛。真实的皮毛覆盖层由覆盖皮肤的数十万个体的圆柱毛发构成，并且执行诸如对抗寒冷和捕食者的保护之类的生活机能。在动物之间或者在个体动物的身体上，这些毛发的外观和结构在长度、厚度、形状、色彩、定向和底层/表层构成方面十分不同。另外，皮毛不是静态的，而是作为下层皮肤和肌肉的运动结果以及由于诸如风和水之类的外部影响而运动或分裂。

一些用于皮毛创建的现有计算机图形技术已经实现了令人信服的光滑皮毛的外观；但是，这些技术并未考虑真实皮毛经常在身体的某些区域(例如颈部周围)分裂。另外，现有的方法并未考虑湿皮毛的毛发簇集在一起从而引起与干燥皮毛相比显著不同的样子的情况。此外，在毛发因被喷洒水而变得越来越湿时对毛发的仿真处理仍未被解决。

发明内容

本发明的系统和方法提供了用于对诸如动物之类的表面几何模型上的逼真皮毛覆盖层进行数字表示和生成的灵活技术。在一个实施例中，提供了一种对表面上的皮毛进行布置、调整和梳理的创新技术。在一个实施例中，表面块(surface patch)边界上的皮毛的连续性被维护。另外，在一个实施例中，提供了一种用于仿真湿皮毛的创新方法。在该方法中，静态簇集和动画簇集(animated clumping)可被应用于表面上的区域。在一个实施例中，提供了一种用于对表面上沿着皮毛轨迹的毛发进行对称或单侧分裂的方法。以上处理可被迭代地应用，以生成皮毛的各层，例如底层和表层。

附图说明

本发明的目的、特征和优点将从以下详细描述中变得清楚，其中：

图1a和1b是根据本发明的教导而运行的系统的实施例的简化框图。

图2是根据本发明的教导的皮毛生成处理的一个实施例的流程图。

图3a是对定义三维动物模型的皮肤的一组参数表面的图示。

图3b是示出静态和动画梳理处理的一个实施例的简化流程图。

图3c和3d是示出梳理处理的一个实施例的示例。

图4是示出用于调整控制毛发以在表面边界处去除视觉不连续性的处理的一个实施例的流程图。

图5是示出用于布置毛发的处理的一个实施例的流程图。

图6示出在表面上所定义的子块的一个示例。

图7a示出一根控制毛发的控制顶点的示例。

图7b示出用于计算控制毛发重量的示例。

图7c示出根据本发明一实施例的教导的用于计算最终毛发的定向的内插处理的示例。

图7d是计算最终毛发的定向的一个实施例的简化流程图。

图8是示出用于执行静态簇集的处理的一个实施例的流程图。

图9示出不同的簇集百分比和簇集率值的示例。

图10a示出经梳理的皮毛覆盖层的呈递帧，且图10b、10c和10d示出动画的从干到湿的皮毛序列的一个实施例的快照。

图11是示出用于动画的区域簇集的处理的一个实施例的流程图。

图12a是示出用于毛发分裂的处理的一个实施例的流程图。

图12b示出毛发的对称和单侧分裂的示例。

图12c、12d、12e和12f示出分裂效果的示例。

图13a、13b和13c示出底层和表层的视觉效果。

图14是示出遮挡(shading)处理的一个实施例的流程图。