[发明专利]一种基于投射的动态贴图方法

说明书

技术领域

本发明属于三维动画技术领域，具体涉及一种基于投射的动态贴图方法。

背景技术

三维动画技术，是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一种新兴技术，可以方便快捷地制作出满足导演需求的三维动画或影视特效镜头。

三维动画片的制作原理一般为：首先，利用三维动画软件(比如3ds Max、Maya或Houdini)在计算机中建立一个虚拟的世界；然后，在这个虚拟的三维世界中添加场景和三维卡通角色等三维模型；最后，设定模型的动画曲线、虚拟摄影机的运动轨迹和其它动画参数，渲染得到角色动画。

由于三维动画技术具备可精确模拟真实景象、几乎无创作限制等特点，目前被广泛应用于娱乐、教育、军事等诸多领域。

针对电影行业，现在越来越多的电影采用3D技术制作，给予观众身临其境的非凡体验。但是3D相对于2D电影，技术难度和工作量更大。比如，在后期合成中经常会使用平面素材就无法和3D技术兼容；2D电影中远景处可使用的数字接景技术，在3D制作中就需要将贴图uv映射到背景模型上，才能渲染出立体的效果；考虑到人左右眼的视线范围，所能感知的景深也存在范围限制，超出后会感到眩晕不舒服。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于投射的动态贴图方法，该方法能够快速、简便制作出贴图富于变化的三维模型，并能使场景中的平面素材具有景深的效果。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于投射的动态贴图方法，具体过程为：

第一步，将场景中物体模型上的各个顶点映射到动态贴图中的uv坐标；

第二步，绘制动态贴图，将所绘制的动态贴图投射至场景中物体模型上；

第三步，根据所需展现的场景深度范围，设定两个虚拟摄像机之间的轴间距B，确保场景中所有物体在合适的深度范围内，并调整物体的立体感；

所述合适的深度范围为[D“₁，D“₂]：

D“₁＝L/(1+(2.4W×C+E)×L/(2W×F×B))(6)

D“₂＝L/(1-(2.4W×C+E)×L/(2W×F×B))(7)

其中，C＝0.0174，W为投射屏幕宽度，E为人两眼之间的距离，F为虚拟摄像机的焦距，L为汇聚面距离虚拟摄像机的距离；

第四步，针对场景中平面素材，分别对其在两个虚拟摄像机中的成像做位移变换，使平面素材具有景深。

进一步地，本发明所述第三步的具体过程为：

(1)首先渲染出场景的深度贴图depth map，即获得场景中各物体相对于虚拟摄像机的距离，从而得到场景中所有物体模型的深度范围[D₁，D₂]；

(2)在深度范围[D₁，D₂]内，确定场景中所需展现的物体模型的深度范围[D’₁，D’₂]，根据所述深度范围[D’₁，D’₂]计算出理论上的两个虚拟摄像机之间的轴间距，根据该轴间距计算出场景中合适的深度范围[D“₁，D“₂]，若[D’₁，D’₂]不处于深度范围[D“₁，D“₂]之内，则重新调整两个虚拟摄像机之间的轴间距直至[D’₁，D’₂]处于深度范围[D“₁，D“₂]内为止；根据所需展现的场景中物体模型的立体感，调整物体模型的厚度。

进一步地，本发明所述步骤(2)的具体过程为：

首先，在深度范围[D₁，D₂]内，确定所需展现的场景的深度范围[D’₁，D’₂]，根据所述深度范围[D’₁，D’₂]，利用公式(1)计算出理论上的两个虚拟摄像机之间的轴间距B，

B＝P/(F×(1/n-1/m))(1)

P＝2×0.0174×width

其中，F为虚拟摄像机的焦距，n＝D’₁，m＝D’₂，width为虚拟摄像机上所设定的虚拟胶片尺寸，单位是mm；