[發明專利]一種基于局部控制器的全身骨骼運動效果修改方法

有效

• 申請號: 202010623529.4
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111739132B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 趙銳;侯志迎
• 申請（專利權）人: 江蘇原力數字科技股份有限公司
• 主分類號: G06T13/40
• 分類號: G06T13/40
• 代理公司: 南京常青藤知識產權代理有限公司 32286
• 代理人: 史慧敏

本發明提供一種基于局部控制器的全身骨骼運動效果修改方法，包括通過對骨架層級分析，將整個骨架按照樹狀結構展開，從骨骼起始到每個骨骼分叉點確定一條骨骼鏈，然后將整個骨架結構分解成由骨骼鏈確定父子關系的一個骨骼樹，根據骨骼的位置確定局部控制器，并根據末端控制器的輸入情況對對應的骨骼鏈進行計算并檢查其是否超限，從最外圍末端控制器重復進行計算與檢查是否超限，實現對所述全身骨骼層次從最外圍的骨骼鏈到所述根部骨骼的更新，相比于傳統的綁定做法，本發明效率高、更新速度快，能夠快速高效的得到合適的全身反向動力學效果。

技術領域

本發明涉及人物動畫編譯與動畫的重映射技術領域，具體涉及一種基于局部控制器的全身骨骼運動效果修改方法。

背景技術

fullbody ik（全身IK）是一種根據局部控制器輸入修改全身骨骼運動效果的方法，主要用于人物動畫編譯以及動畫的重映射；

傳統任務編輯都是單純的組件編輯，比如說先將人整體移動到某個位置，然后再單獨的控制手和腿等等，速度慢，效果不易控制，如果有辦法能夠通過單個控制器直接影響全身，并且能夠與其他控制器聯動的話，那么就可以用很少的操作直接操作整個人物，在合理的計算方式下，這樣就可以極大的提升制作速度；

另外在動畫制作過程中，有時候還涉及到動作數據的遷移，比方說我有兩個角色，他們的骨架結構相近但并不相同，例如有的動畫角色脊柱骨骼會多一點，有的會少一點，這個時候如果已經在其中一個角色上存在動畫了，另一個角色想沿用這個動畫，在傳統方法上是很難的，一般傳統的做法是重新在新的角色上制作動畫，或者用某種過程把動畫傳遞過去，前者非常耗時，后者可能會出現動畫不匹配的問題（例如人物比例不一致時）；

現階段同類型的方法一般存在于綁定系統中，通過復雜的節點計算將角色的動作與控制器關聯，并且在控制的時候需要頻繁的參數設置，讓角色能夠在各種情況中選擇適合的計算模式（例如IK FK切換），并且這樣的系統十分笨重，運算速度也十分低下，多數情況下，在效果全開時，不能做到實時（24FPS）；

另外傳統工具motionbuilder中也存在著相應的功能，不過motionbuilder是針對動畫映射的單一目標，并且結構固定，無法進行結構修改。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于局部控制器的全身骨骼運動效果修改方法，相比于傳統的綁定做法，本發明效率高，速度快，無需復雜的參數設置，能夠快速高效的得到合適的全身反向動力學效果；

本發明提供了如下的技術方案：

一種基于局部控制器的全身骨骼運動效果修改方法，包括以下步驟：

S1、對全身骨骼層級進行分析，將整個骨架按照樹狀結構展開，將所有的骨骼分叉點標記為終點骨骼；

S2、從根部骨骼開始搜索，將所述根部骨骼到每個所述骨骼分叉點之間確定為一條骨骼鏈，并將所述骨骼鏈標注為其父骨骼鏈的子鏈；

S3、按照步驟S2確定所有骨骼鏈關系后，根據每個骨骼的位置設置對應的控制器；

S4、為所述根部骨骼添加控制器，確定每個控制器的輸入狀態以及輸入值，然后在骨骼鏈中搜索，確定控制器之間的父子關系；

S5、從最外圍存在末端控制器輸入的骨骼鏈進行計算并檢查IK計算是否超限；

S6、如果超限，則根據所述控制器之間的父子關系對其父級骨骼鏈是否有末端控制器輸入進行檢查，如果沒有超限，更新其父級骨骼鏈的末端控制器輸入；

S7、當所有外圍的骨骼鏈更新完成后，根據子級骨骼鏈的所有輸入對當前骨骼鏈進行計算并檢查其是否超限，如果超限，則對所述子級骨骼鏈的起始位置進行修改，然后重復步驟S1-S6，再次對修改了末端控制器位置的父級骨骼鏈進行計算并檢查其是否超限，如果再次超限，則根據超限偏移量更新當前骨骼鏈的父級骨骼鏈的末端控制器；