[发明专利]一种基于四维球面轨迹的运动编辑方法

说明书

技术领域

本发明属于运动捕捉技术领域，尤其涉及一种基于四维球面轨迹的运动编辑方法。

背景技术

近年来，以动画、漫画、网络游戏等为代表的动漫产业已经成为发达国家一个新的经济增长点，世界动漫产业主要集中在欧美及日、韩，美国是最早也是主要的发展国家之一，其动漫产业已占据全球动漫产业的龙头；日本作为动漫产品出口大国，以其严密的产业链结构，成熟的运营机制，在国际市场上占有重要的地位，在发达国家，动漫产业不仅重要，而且是支柱产业之一，年市场的总量都在数百亿乃至数千亿美元之上，日本动画业年产值在国民经济中列第六位，动画产品出口值远远高于钢铁出口值；韩国动漫业的产值仅次于美国、日本，已成为韩国国民经济的六大支柱产业之一，英国数字娱乐产业2008年产值占GDP的7.9％，成为该国第一大产业，美国网络游戏业已连续4年超过好莱坞电影业，成为全美最大娱乐产业，2007年仅迪斯尼公司一年总产值达365亿美元，2008年惊奇动画和梦工厂动画的年利率分别为30.4％和21.9％，2009年日本动漫市场为2000亿美元；

动漫产业在我国同样发展迅速，到2008年为止，在我国已有30多个动漫产业园区、5400多家动漫机构、450多所高校开设动漫专业、46万多动漫专业在校学生，而在中国84万个各类网站中，动漫网站约有1.5万个，占1.8％，面对广阔的动漫市场，各地动漫产业发展计划的制定更是如火如荼，纷纷打造自己的“动漫之都”，北京、上海、广州、福州已初步形成以网络游戏、动画、手机游戏、单机游戏和与游戏相关的产业链，到2008年底，中国年动漫节目需求量为180万分钟，意味着将有一个250亿美元的市场空间，而目前国内播出的动漫作品每年只有2万分钟，不足实际播出量28万分钟的1/10，且大量依赖进口，但是，目前中国绝大部分的影视动画作品，也包括漫画游戏作品，其收入的主要来源都来自于内地，还没达到远销海外，相对来说，目前的产业水平在技术、创意、设计以及对市场的判断和对市场的运作方面还没达到一个国际水平，为了振兴我国动漫产业，2009年国务院出台了《文化产业振兴规划》，将动漫产业列为八大重点文化产业门类之一；

运动捕捉数据驱动的计算机动画技术由于其自身所具有的优点，已经逐渐成为三维计算机动画的主流制作方法，例如，好莱坞电影《木乃伊》、《金刚》、《阿凡达》等几乎全部采用运动捕捉数据产生计算机动画，2006年美国电影学院奖三部获奖动画影片中就有怪兽屋(Monster House)和快乐大脚(Happy Feet)两部影片全部采用运动捕捉技术进行动画设计；

运动捕捉技术同样的被大量用于游戏娱乐市场上的许多作品，如《魔兽争霸》、《神迹》、《Fifa2001》、《Tomb Raider》等，大连东锐软件有限公司利用自主研发的DVMC运动捕捉系统为著名网络游戏《航海世纪》完成了运动捕捉工作。

随着各种光学运动捕捉系统的普及，每年通过各种途径产生的人体运动捕捉数据量越来越大，导致大规模海量的三维人体运动库的不断建立，具有较大规模的商用、研究用人体运动捕捉数据库也已经出现，例如：http://mocapdata.com/网站上就有4千多个的免费运动捕捉文件，本发明实验采用的Carnegie-Mellon MoCap Database一共有2514个免费运动捕捉文件，然而，运动捕捉系统仍然存在着一些缺点，首先，动作捕捉系统的购买、使用费用相当昂贵；第二，动作捕捉是一个费时费力的过程，仅仅是捕捉前的系统调整和定标有时就需要花费大量的时间；第三，为了捕捉一个动作，即使专业的演员和导演，也需要重复很多遍，以保证最后的动画效果，最重要的是，如果对于某个己经捕获的片断，哪怕只有些许的改动要求，也只能对整个动作重新捕捉，因此，如何高效的从数据库中检索所需要的数据，并对运动捕捉数据进行有效的编辑、合成，最终生成具有真实感、符合各种需求的动画已经成为一个研究热点。

运动捕捉数据库的复用系统，主要包括数据管理、检索、编辑、合成四个模块，检索模块主要是针对用户的需求在数据库中检索符合条件的候选片段供用户选择，编辑模块与合成模块其本质都是通过对原始运动数据进行修改、连接、融合的操作以达到复用的目的，有时，编辑模块与合成模块的区分并不是特别明显，合成模块中可能包含了一些编辑模块的功能。