[發明專利]一種骨骼動畫關鍵幀壓縮方法及裝置

有效

• 申請號: 201910022992.0
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109872375B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 江卓浩;黃龍程;盧歆翮;陳漢輝;李茂;吳海權;陳鎮秋;楊鍵;陳晨
• 申請（專利權）人: 珠海金山數字網絡科技有限公司;廣州西山居網絡科技有限公司
• 主分類號: G06T9/00
• 分類號: G06T9/00;G06T13/40
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 俞梁清

本申請公開了一種骨骼動畫關鍵幀壓縮方法，包括以下步驟：讀取動畫文件的內容，生成動畫文件內各個三維模型的骨骼節點樹；統計每個節點的間接后代數量，并根據每個節點的間接后代數量從大到小排序骨骼節點樹的各個節點以形成骨骼節點序列；為骨骼節點序列中的各個節點從前到后按照從小到大分配相應的誤差閾值；比較各個節點對應的誤差閾值及動畫幀與相鄰前后幀中各個節點對應骨骼參數的距離，以保留或剔除所述動畫幀中的節點而形成壓縮動畫文件。本申請還公開了相應的骨骼動畫關鍵幀壓縮裝置。本申請的有益效果為：通過針對性地壓縮末端骨骼節點的關鍵幀密度，使得在保證動畫整體質量的前提下，降低游戲軟件或視頻動畫等的分發成本。

技術領域

本申請涉及計算機圖形學領域，尤其涉及一種骨骼動畫關鍵幀壓縮方法及裝置。

背景技術

在計算機圖形學領域中，目前有兩類主流的動畫類型：關鍵幀動畫和骨骼動畫。在關鍵幀動畫中，三維模型在每幅關鍵幀中都僅是一個固定的“姿勢”。動畫制作人員通過在繪制三維模型運動過程中的多個關鍵動作的“快照”(即關鍵幀)，并由計算機依據相鄰兩幅關鍵幀進行插值平滑計算，從而得到關于該三維模型較為流暢的動畫。雖然關鍵幀幀動畫由于只需要進行插值計算，從而相對于骨骼動畫的計算量較小；然而，由于只能基于“姿勢”固定的關鍵幀進行插值計算，一方面對于復雜的組合動作，需要繪制多張“關鍵幀”以避免三維模型在插值過程中出現的自身“穿刺”的毛病；另一方面，由于插值一般是線性的，從而使得畫面動作表現比較粗糙，不夠細膩(例如早期的Flash動畫)。

相反，骨骼動畫將三維模型劃分為骨骼(Bone)和蒙皮(Mesh)。其中，骨骼又進一步地劃分為具有多個層級關系的樹形結構骨骼。在該樹形結構中，父節點的骨骼在運動時，作為其子節點的骨骼將跟隨父節點處的骨骼運動；反之，子節點的骨骼在運動時不影響父節點的骨骼。蒙皮則將三維模型的頂點映射到骨骼，即指定某個頂點由那幾根骨骼控制。具體地，在骨骼運動的時候，三維模型的頂點根據控制其運動的骨骼及其控制權重的百分比而作出相應的運動。雖然上述模型的運動方式更接近實際，真實感強而使得畫面表現細膩，但是由于模型的所有頂點都要根據骨骼的實時變化計算，使得其對硬件的計算能力要求非常高，以保證畫面的流暢。即使動畫以預先繪制的方式保存為相應的動畫文件，使得其能夠在硬件參數相對較低的設備上流暢播放，其文件中也需要包含大量的數據。這令單個動畫文件的體積往往非常龐大。

為此，目前骨骼動畫也一定程度上參考關鍵幀動畫的制作思路而壓縮文件本身的體積。具體地，骨骼動畫的關鍵幀精簡方法是根據預先設定的誤差容忍值，通過前后關鍵幀做插值位移計算，比較動畫幀中數據與的插值位移之間的差異是否超出誤差設定閾值，而確定是否剔除該動畫幀。由于該方法并沒有考慮到骨骼之間的父子關系，因此往往導致精簡過后動畫質量差，容易出現晃動。

發明內容

本申請的目的是解決現有技術的不足，提供一種骨骼動畫關鍵幀壓縮方法及裝置，能夠獲得在保證動畫整體表現的前提下壓縮動畫文件體積的效果。

為了實現上述目的，本申請采用以下的技術方案。

首先，本申請提出一種骨骼動畫關鍵幀壓縮方法。該方法包括以下步驟：

S100)讀取動畫文件的內容，生成動畫文件內各個三維模型的骨骼節點樹；

S200)統計每個節點的間接后代數量，并根據每個節點的間接后代數量從大到小排序骨骼節點樹的各個節點以形成骨骼節點序列；

S300)為骨骼節點序列中的各個節點從前到后按照從小到大分配相應的誤差閾值；

S400)比較各個節點對應的誤差閾值及動畫幀與相鄰前后幀中各個節點對應骨骼參數的距離，以保留或剔除所述動畫幀中的節點而形成壓縮動畫文件。

進一步地，在本申請的上述方法中，所述步驟S200還包括以下的子步驟：