[发明专利]针对动画化头发的方法、可读存储介质和系统

说明书

一种用于动画化头发的示例性处理包括接收表示动画帧的一个时间步长中的多根头发和多个对象的数据。根据接收的数据，第一树被产生来表示多个对象的运动对象而且树被产生来表示多个对象的动态对象。根据接收的数据，第一弹力预条件算子被创建来表示多根头发的内部弹性能量。根据第一树和第二树，所述多根头发的两根或更多头发之间的或者所述多根头发的一根或更多头发与多个对象的一个或更多对象之间的第一组潜在接触被确定。根据第一组潜在接触和第一弹力预条件算子确定多根头发的位置。

技术领域

本发明总体涉及计算机动画，更具体地涉及使得计算机生成动画中的头发动画化。

背景技术

计算机生成动画中的改进已经使得动画电影能够绘制出具有极强逼真度的角色和对象。例如，服装、头发、面部表情、场景背景等变得越来越复杂，使得动画电影具有惊人的视觉效果。在这些各种动画场景元素中，由于动画角色上通常出现的头发数量的巨大、头发执行的复杂动作以及施加至各根头发上的大量内外力，而使得头发尤其难动画化。

虽然已经开发了处理来动画化头发，但是现有处理可能在计算上很复杂而且可能产生不精确的结果。

发明内容

描述了用于动画化头发的处理。一个示例处理可包括：接收表示动画帧的一个时间步长中的多根头发和多个对象的数据；根据接收的数据来生成第一树以表示多个对象的运动对象；根据接收的数据来生成第二树以表示多个对象的动态对象；根据接收的数据来创建表示多根头发的内部弹性能量的第一弹力预条件算子；根据第一树和第二树，确定所述多根头发的两根或更多头发之间的或者所述多根头发的一根或更多头发与多个对象的一个或更多对象之间的第一组潜在接触；以及根据确定的第一组潜在接触和第一弹力预条件算子来确定多根头发的位置。

在一个示例中，根据确定的第一组潜在接触和第一弹力预条件算子来确定多根头发的位置可包括迭代执行：利用第一弹力预条件算子来执行投影高斯-赛德尔算法以确定针对第一组潜在接触的法向力和摩擦力的大小；利用所确定的针对第一组潜在接触的法向力和摩擦力的大小来执行Cholesky回代以确定多根头发的位置；以及对于第一次迭代之后的迭代，检测所述多根头发的两根或更多头发之间的或所述多根头发的一根或更多头发与所述多个对象的一个或更多对象之间的持续碰撞接触。

在另一示例中，接收的数据可定义多个对象的运动、多根头发的形状以及多根头发对内外力的响应。

在另一示例中，接收的数据可包括：能够与多根头发碰撞的一个或多个碰撞体的运动序列；多根头发的静止柱；多根头发的目标柱的运动序列；以及对多根头发建模的多个约束。

在另一示例中，多根头发可被建模为离散弹性杆，其中多个约束表示离散弹性杆之间的吸引力。

在另一示例中，第一树和第二树每个都包括轴对齐限界盒树。

在另一示例中，该处理可进一步包括：根据确定的多根头发的位置更新表示动态对象的第二树；根据接收的数据和确定的多根头发的位置创建表示多根头发的内部弹性能量的第二弹力预条件算子；根据第一树和更新的第二树，确定所述多根头发的两根或更多头发之间的或所述多根头发的一根或更多头发与所述多个对象的一个或更多对象之间的第二组潜在接触；以及根据确定的第二组潜在接触和第二弹力预条件算子来确定多根头发的新位置。

在另一示例中，根据确定的第二组潜在接触和第二弹力预条件算子来确定多根头发的新位置包括迭代执行：利用第二弹力预条件算子来执行投影高斯-赛德尔算法以确定针对第二组潜在接触的法向力和摩擦力的大小；利用确定的针对第二组潜在接触的法向力和摩擦力的大小来执行Cholesky回代以确定多根头发的位置；以及对于第一次迭代之后的迭代，检测所述多根头发的两根或更多头发之间的或所述多根头发的一根或更多头发与所述多个对象的一个或更多对象之间的持续碰撞接触。