[发明专利]角色模型的形成方法及系统

说明书

一种角色模型的形成方法，在建立角色模型的骨骼模型和骨骼层级时，在髋部朝向骨骼模型的后方延伸增加出一节骨骼，作为髋部额外骨骼；其中，髋部额外骨骼所在层级为髋部所在层级的父层级。在将运动捕捉数据（髋部处的运动捕捉数据）绑定（叠加）到角色模型上时，先将运动捕捉数据分离出位移数据和旋转数据，然后将所述位移数据添加到所述髋部额外骨骼所在层级，将所述旋转数据添加到所述髋部所在层级。上述方法可以有效消除由于重心偏差而导致的位移偏差和动作偏差，避免动画出现动作异常。还提供一种角色模型的形成系统。

技术领域

本发明涉及动画制作领域，特别是涉及一种角色模型的形成方法和一种角色模型的形成系统。

背景技术

动画前期的制作工作中包括角色设定、建立角色模型、装配（绑定）角色和动画设定。其中角色的装配是流程中的重要环节，它是赋予角色个性的重要手段。在角色装配中一个好的层级（骨骼层级）关系可以帮助动画师高效地完成动画装配。所谓层级关系即层级结构系统，它是制作计算机动画的一个有力手段。它可以清晰地反映在角色装配中各骨骼间的关系，将对象链接形成层级是通过将一个对象链接到另一个对象上创建一种父子关系，应用到父对象的变换会传输到子对象上。通过将多对象链接成父子对象可创建复杂的层级关系。在角色骨架设置过程中，动力学系统占有非常重要的位置，包括正向动力学（FK）和反向动力学（IK）。

Maya 软件作为一个知名的三维建模和动画软件，被广大的动画公司选择为自己的基础制作平台。许多动画制作公司的流程很大程度上建立在这个软件系统上，因此其角色装配（绑定）部分是动画制作过程的重要环节。Maya软件的角色装配是实现动画的必要手段，而层级关系又是角色装配的重要因素。运动捕捉系统是一种用于准确测量运动物体在三维空间运动状况的高技术设备。它基于计算机图形学原理，通过排布在空间中的数个视频捕捉设备将运动物体（运动捕捉演员)的运动状况以图像的形式记录下来，然后使用计算机对该图象数据进行处理，得到不同时间计量单位上不同物体（跟踪器）的空间坐标（X,Y,Z)，这些空间坐标就形成运动捕捉数据的主要内容。

得到运动捕捉数据后，然后再通过三维建模和动画软件（例如Maya软件）根据上述运动捕捉数据来形成动画。具体为，通常通过MotionBuilder软件，将运动捕捉数据（带有运动捕捉数据的骨骼）转换到三维建模和动画软件的角色模型（软件中带有控制器的骨骼模型）中。然而，对于髋部（HIPS，骨骼模型整体位移和旋转的控制点）的运动记录，通常运动捕捉系统的跟踪器是设置在运动捕捉演员的尾骨处，而当运动捕捉数据叠加到三维建模和动画软件的角色模型（软件中带有控制器的骨骼）中时，却是将尾骨处的跟踪器所记录的数据放置到角色模型的髋部中，造成重心出现偏差，见图6。当演员在做动作的时候，从而造成动画出现动作异常，增加动画师后期的修改工作；例如，演员在站立不动或者蹲下的时候，会出现角色模型上半身后仰的状态。

发明内容

基于此，有必要提供一种角色模型的形成方法，能够解决上述的动画出现动作异常的缺点。此外，还提供一种角色模型的形成系统。

一种角色模型的形成方法，应用于三维建模和动画软件，所述角色模型的形成方法包括：

建立角色模型的骨骼模型和骨骼层级；所述骨骼模型包括髋部和髋部额外骨骼，所述髋部朝向所述骨骼模型的后方延伸出所述髋部额外骨骼；其中，在所述骨骼层级中，所述髋部额外骨骼所在层级为所述髋部所在层级的父层级；以及

将运动捕捉数据分离出位移数据和旋转数据；将所述位移数据添加到所述髋部额外骨骼所在层级，将所述旋转数据添加到所述髋部所在层级。

在其中一个实施例中，所述髋部朝向所述骨骼模型的正后方延伸出所述髋部额外骨骼。

在其中一个实施例中，所述髋部额外骨骼的长度为所述髋部到所述角色模型的臀部皮肤水平距离的1/2~1倍。

在其中一个实施例中，所述髋部额外骨骼的长度为所述髋部到所述角色模型的臀部皮肤水平距离的2/3倍。