[发明专利]一种基于次级控制器的精细动画制作方法

摘要

本发明公开了一种基于次级控制器的精细动画制作方法，通过确定每个次级控制器所在的多边形以及在该多边形内的局部坐标；导出每个次级控制器的权重数据，合并为单一的权重系统，可以提高动画调试的速度；同时，进行骨骼绑定所致的动画后，录下次级控制器相对于它自身的局部坐标系的位移旋转变换矩阵M，然后根据次级控制器对多边形模型上各顶点的权重，累积所有次级控制器的变换效果，实现了次级控制器控制的精细动画效果，相对于现有三维软件中的次级控制器，其创建更新控制器位置的节点和控制器调整多边形模型上顶点位置的节点，否则会构成有向有环图，因此本发明的方法进一步解决了现有三维软件中添加多个次级控制器后角色动画调试变慢的问题。

主权项

一种基于次级控制器的精细动画制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、将动画中设置的次级控制器绑定在多边形模型中对应的多边形面上，并确定各个次级控制器在各自所在多边形面上的质心坐标；其中，所述质心坐标的定义如下：对于空间中的任意多边形，设v1、v2、v3…vn分别表示多边形的n个顶点在全局坐标系中的坐标，则该多边形内任一点P的坐标表示为：x1×v1+x2×v2+x3×v3+…+xn×vn，且x1+x2+x3+…+xn＝1，即点P在该多边形面上的质心坐标为：(x1，x2，x3,…，xn)；所述全局坐标系定义为：在所述多边形模型所在三维空间的位置固定的任意一个笛卡尔坐标系；步骤2、根据步骤1的绑定结果，提取出次级控制器对于多边形模型中各多边形面上顶点的影响权重数据，然后将所有次级控制器对同一顶点的影响权重数据沿行的方向依次排列，由此形成一个权重数据系统，则该权重数据系统中的第一行对应各顶点序列号，第一列表示绑定在该多边形模型上的次级控制器的序列号，则第h行与第d列相交处的数据就是第h个顶点受第d个次级控制器影响的权重值，其中，h和d均不等于1；步骤3、根据步骤1得到的次级控制器的质心坐标以及步骤2得到的权重数据系统，在每一动画帧处，计算出所有次级控制器对多边形模型上各顶点精细调整后的全局位置坐标，由此获得由次级控制器控制得到的精细动画效果，具体方法如下：S31、利用三维制作工具中自带的骨骼绑定或融合变形模块设定多边形模型的宏观形变动画；S32、针对每一个次级控制器，依据剧情需要，在所述宏观形变动画对应的所有帧序列中选择一个以上的关键帧，然后在每个次级控制器对应的每个关键帧处，根据该次级控制器所在多边形面各顶点在当前关键帧时刻宏观形变后的全局坐标，结合步骤1中次级控制器的质心坐标，得到每个次级控制器在全局坐标系中的位置；S33、首先，依据S32中获取的次级控制器在全局坐标系中的位置，将次级控制器显示在三维动画制作工具的屏幕上，动画师根据剧情需要将次级控制器设置在当前关键帧处，获得该次级控制器在局部坐标系中的精细形变，所述精细形变表示为平移变换、旋转变换和缩放变换中的任意一种、两种或三种；所述局部坐标系是指：针对所述全局坐标系中的多边形模型上的任意多边形面，以该多边形面的质心为原点，以多边形面上通过原点并互相垂直的两个方向为x轴和y轴，以过原点并垂直该多边形面的轴为z轴；然后，得到所述精细形变相对于帧序列中的第0帧的局部变换矩阵；最后，针对每个次级控制器对应的除关键帧外的任一帧k，执行步骤S34至S35；S34、根据S33中设定的各次级控制器的所有的关键帧处，确定与k帧前、后相邻的两个关键帧，在该两个关键帧的局部变换矩阵之间做插值，得到k帧对应的局部变换矩阵，然后依据局部坐标系和全局坐标系之间的关系，将其转换为全局变换矩阵；S35、针对多边形模型中的任一顶点i，通过查找步骤2中权重数据系统的二维数据表，得到次级控制器j对顶点i的权重令表示k帧时顶点i在S31步骤中宏观形变动画后的全局位置，次级控制器j对顶点i的全局变换矩阵为则经所有次级控制器精细调整后的顶点i全局位置坐标为：以此类推，获得多边形模型上各顶点的全局位置坐标，得到k帧时精细调整后的变形效果，由此获得由次级控制器控制得到的精细动画效果。