[發(fā)明專利]多點偏移的采樣變形

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210369654.2
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103198507A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P·C·迪洛倫佐;M·C·龔;A·D·格雷戈里
• 申請（專利權(quán)）人: 夢工廠動畫公司
• 主分類號: G06T13/40
• 分類號: G06T13/40
• 代理公司: 余姚德盛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33239
• 代理人: 戚秋鵬

本專利文件公開內(nèi)容的一部分包含了受版權(quán)保護的主題，如計算機生成人物的描述。版權(quán)擁有人不反對任意人的專利文件或?qū)＠_內(nèi)容的拓制，當其出現(xiàn)在專利和商標局的專利文件或記錄中時，但除此之外，保留所有版權(quán)權(quán)利。?

技術(shù)領(lǐng)域

本申請一般地涉及計算機圖形學，更具體地涉及在計算機動畫中計算機生成人物上的皮膚變形。?

背景技術(shù)

在計算機動畫領(lǐng)域中，通常使用覆蓋有皮膚層的骨架結(jié)構(gòu)建模計算機生成人物。美術(shù)師通過在骨架結(jié)構(gòu)中的骨骼和關(guān)節(jié)的運動可達到動畫的視覺效果。覆蓋骨架結(jié)構(gòu)的皮膚層響應于骨架結(jié)構(gòu)的運行移動或變形，并將視覺上可信的外觀賦予計算機生成的人物。骨架結(jié)構(gòu)和皮膚變形到動畫計算機生成人物的使用比例如生成動畫的多個獨立繪圖的使用更有計算效率。?

由于計算機生成人物的皮膚層為計算機動畫的觀眾表面上可見，產(chǎn)生令人信服的皮膚變形的有效變形技術(shù)是所需的。例如，如果美術(shù)師選擇彎曲計算機生成人物的肘部，期望的是，使用來自美術(shù)師的最小輸入和通過使用最小計算資源變形在二頭肌處具有栩栩如生隆起的皮膚層。?

傳統(tǒng)變形技術(shù)由美術(shù)師使用以產(chǎn)生皮膚變形。然而一種傳統(tǒng)變形技術(shù)可能需要來自美術(shù)師的顯著輸入，在其變?yōu)榭膳渲靡援a(chǎn)生皮膚變形前。例如，被稱為骨架子空間變形(SSD)的傳統(tǒng)變形技術(shù)需要美術(shù)師在皮膚變形之前識別和分配數(shù)值加權(quán)到骨架結(jié)構(gòu)的各部分。分配多個數(shù)值加權(quán)到骨架部分(如，頭頂皮膚)的過程，被稱為“重畫”，是耗時的，尤其對于?顯示出頻繁和/或復雜的運動的計算機動畫人物的皮膚區(qū)域。?

另外，美術(shù)師可能實施用于傳統(tǒng)變形技術(shù)的重畫僅僅用于發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的變形技術(shù)產(chǎn)生了視覺上難以令人信服的皮膚變形。例如，傳統(tǒng)的變形技術(shù)，包括SSD，可能產(chǎn)生顯示了彎曲肘部周圍的皮膚的壓碎或收縮的皮膚變形，如圖2A和2B中分別所述。值得注意的是，美術(shù)師可能不得不重新實施重畫過程以改善視覺上難以令人信服的變形。而且，美術(shù)師可能采取在骨架結(jié)構(gòu)和最終皮膚之間的多個皮膚層的變形以改善變形。此外，美術(shù)師可能重新使用另一種傳統(tǒng)變形技術(shù)來實施變形過程。這些選項耗費時間和/或在計算上是昂貴的。?

傳統(tǒng)的變形技術(shù)也可能無法提供增強皮膚變形的真實感的藝術(shù)控制。例如，傳統(tǒng)的變形技術(shù)可能會失敗于響應彎曲肘部產(chǎn)生足夠鼓脹的二頭肌。為了將鼓脹引入到皮膚層中，使用傳統(tǒng)的變形技術(shù)的美術(shù)師可能會引入不允許在變形過程期間進入定義容量的皮膚變形的體積約束(如，限制)。然而，容量限制的引人對于美術(shù)師來說耗費時間和/或在計算上是昂貴的。?

發(fā)明內(nèi)容

在一實施方案中，通過訪問包括具有連接在一個或多個關(guān)節(jié)處的多個骨骼的骨架的模型，變形計算機動畫人物的模型的皮膚。所述一個或多個關(guān)節(jié)中的一個關(guān)節(jié)與第一局部坐標系相關(guān)。也訪問用戶選擇的一個或多個控制點。每一個控制點與第二局部坐標系相關(guān)。也訪問頭頂皮膚。所述頭頂皮膚表示了在皮膚上的位置，所述頭頂皮膚與位置矢量相關(guān)。也訪問用戶選擇的加權(quán)策略，使用所選的加權(quán)策略和所選的控制點確定頭頂皮膚的新的位置矢量。可以將頭頂皮膚的新的位置矢量存入存儲器。?

在一實施方案中，頭頂皮膚的新的位置矢量取決于使用頭頂皮膚和所選加權(quán)策略對控制點子集的識別，確定了在識別的控制點子集中每一個控制點的數(shù)字系數(shù)，使用頭頂皮膚的位置矢量，在識別的控制點子集中每一個控制點的位置矢量，和所選加權(quán)策略。使用與識別的控制點子集中每一個控制點相關(guān)的局部坐標系和加權(quán)策略確定偏移矢量。?

在一些實施方案中，所述一個或多個控制點的控制點的位置矢量在確?定頭頂皮膚的新的位置矢量之前將改變。在一些實施方案中，所述一個或多個控制點的控制點的局部坐標系在確定頭頂皮膚的新的位置矢量之前將改變。在一些實施方案中，計算在頭頂皮膚的位置矢量和頭頂皮膚的新的位置矢量之間的差，接收用戶選擇的比例因子，基于接收到的比例因子，計算的差，和頭頂皮膚的位置矢量和頭頂皮膚的新的位置矢量的至少一個確定頭頂皮膚的另一位置矢量。?

附圖說明

圖1是描繪使用多點偏移采樣(MOS)變形系統(tǒng)的實施方案產(chǎn)生示范性動畫人物的屏幕視圖。?

圖2A-B是描繪使用相關(guān)技術(shù)產(chǎn)生皮膚變形的屏幕視圖。?

圖3A-C和3E-F是描述使用MOS變形系統(tǒng)的實施方案產(chǎn)生皮膚變形的屏幕視圖。?

圖3D是描繪使用相關(guān)技術(shù)產(chǎn)生皮膚變形的屏幕視圖。?

圖4是描繪用于MOS變形系統(tǒng)的實施方案中的示范性過程的流程圖。?

圖5A是描述了初始姿勢中的計算機生成人物的正視圖。?

圖5B是描述了初始姿勢中的計算機生成人物一部分的特寫視圖。?