[發明專利]一種骨骼動畫運行時優化方法無效

申請號：	201110367460.4	申請日：	2011-11-18
公開（公告）號：	CN102521861A	公開（公告）日：	2012-06-27
發明（設計）人：	劉慧	申請（專利權）人：	大連兆陽軟件科技有限公司
主分類號：	G06T13/20	分類號：	G06T13/20
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地址：	116000 遼寧省大連***	國省代碼：	遼寧;21
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種骨骼動畫運行優化方法
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【說明書】：

技術領域

????本發明涉及計算機圖形技術領域，更具體地說，涉及一種骨骼動畫更新優化的實現方法。

背景技術

角色動畫是計算機動畫技術的一個重要組成部分，在計算機輔助動畫電影制作和各類廣告制作中一直發揮著重要的作用。

隨著計算機硬件能力的提升和渲染技術的提升，計算機繪制出來的圖像越來越逼真，不僅僅在傳統的動畫上面有進一步的發展，3D動畫電影也越來越受到觀眾的喜愛。現在使用最廣泛的關鍵幀動畫就是骨骼動畫。

在骨骼動畫中，動畫人物由兩個部分來表示：一個部分是形成層次的一系列骨胳，即骨架(?skeleton)，每一個骨骼數據都包含其自身的動畫數據；另一個部分是蒙在骨架上的皮膚(?skin)，即網格模型，用于提供動畫繪制所需要的幾何模型和紋理材質信息。通過對骨架進行動畫模擬，再利用骨胳控制皮膚變形就實現了角色動畫。

骨骼動畫與關鍵幀動畫相比占用空間較小，因為它不需要存儲每一幀的各個頂點的數據，而只需存儲每一幀的骨骼（骨骼數量相對較少），并且多個不同的皮膚可以通過使用相同的骨骼共享相同的動畫。然而骨骼動畫中，所有骨骼都有與之關聯的網格模型，模型部件之間的層次結構都必須有真正的幾何實體作為依賴基礎。

然而，由于關鍵幀動畫對于每個關鍵幀都必須存儲所有頂點的位置，因此需要較大的存儲空間。而且隨著關鍵幀的數量增多，骨骼動畫會變得更加逼真。但是大量的骨骼動畫幀的存儲雖然可以提到的真實度，但是它不得不受到電腦幀數的制約。

所謂幀數，就是程序在單位秒的時間內完成更新的輪回數。理論上說，最逼真的動畫就是每一次更新的獲得的關鍵點數據都是美工存儲的。但是這個在理論上是不可能實現的。一般來說，美工存儲的關鍵幀數目是以30幀為單位的。這就要求計算機對每一幀的各個骨骼進行更新，對骨骼影響的頂點進行蒙皮。骨骼動畫無疑是所欲渲染中最耗費的一個部分。

發明內容

鑒于現有技術存在的問題，本發明提供一種骨骼動畫運行時優化方法，其針對當前渲染中的骨骼動畫更新耗時的問題，提出了一種在線的幀數提升技術，已達到實現骨骼動畫中骨骼更新的零計算，大大提升了渲染的幀數的目的。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為一種骨骼動畫運行時優化方法，其通過運行時的關鍵幀存儲和插值近似技術，大大的提升了骨骼動畫的更新速度。他的實現步驟如下：

（1）按照正常的方式對骨骼動畫進行更新；

（2）根據當前設置的偏移閥值，存儲插值生成的關鍵幀到內存中；

（3）在更新過程中，根據當前設置的質量系數，選擇對應的關鍵幀進行近似的骨骼動畫更新；

所述步驟2實現的具體細節包括：這次存儲的關鍵幀不是最原始的骨骼動畫關鍵幀，而是通過關鍵幀計算后各個骨骼在世界坐標下的變換矩陣。通過這種方式，跳過插值計算和骨骼動畫的矩陣計算，提高更新效率；

其中，他存儲的關鍵幀要滿足公式：

當前幀數-原始存儲關鍵幀?<=存儲閥值幀數

所述步驟3的實現細節包括：在播放骨骼動畫的同時，當發現當前播放的動畫幀數距離關鍵幀很小時，就直接跳過插值播放關鍵幀。在加上步驟2中提供的關鍵幀為最終結果，可以跳過原始的骨骼坐標系轉世界坐標系的過程。更新條件為：

當前幀數-關鍵幀數<=質量閥值幀數。

該發明的優點在于，采用在線的幀數提升技術，通過犧牲部分的內存，設置存儲閥值幀數和質量閥值幀數，解決渲染中的骨骼動畫更新耗時的問題，實現骨骼動畫中骨骼更新的零計算，大大提升了渲染的幀數，。