專利名稱：一種骨骼動畫重用和內存占用的優化方法
技術領域：
本發明涉及一種骨骼動畫重用方法，具體涉及一種骨骼動畫重用和內存占用的優化方法，其屬于計算機圖形學領域。
背景技術：
目前的角色動畫通常采用關鍵幀動畫的方式或骨骼動畫方式實現。關鍵幀動畫， 通過為需要動畫效果的屬性準備一組與時間相關的值(這些值從動畫序列中比較關鍵的幀中提取出來)，而其它時間幀中的值可以用這些關鍵值，采用線性插值方法計算得到，從而達到比較流暢的動畫效果。普通的3D角色動畫中，關鍵幀動畫是對人物的網格(Mesh) 模型采用關鍵幀生成動畫。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。對于一個包含復雜部件、涉及很多關鍵點的角色而言，需要更大的存儲空間。此外，由于角色是一個有關節的結構(不是一個剛體)，頂點的線性插值法不能保證多邊形的相關維數，并且中間的幀將會扭曲軀體，從而產生網格的變形。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。骨骼動畫本身也有其缺點，其主要體現在動畫重用性不高。動畫之所以重用率低， 是因為完全相同的動畫很少存在。雖然說可以通過動畫融合部分的解決問題，但是動畫融合需要同時播放多個動畫，就意味著需要額外的計算，不利用幀數的提升。

發明內容
鑒于已有方法存在的缺陷，本實發明是要提供一種骨骼重用和內存占用的優化方法，其采用對動畫數據進行邏輯分塊得方式，對不同骨骼的運動數據進行再次組合的方法， 已達到提高骨骼減少骨骼動畫存儲空間和提高重用率的目的。為了實現上述目的，本發明一種骨骼重用和內存占用的優化方法，其實現步驟如下(1)對所有現有用的骨骼動畫進行統計，根據統計結果對骨骼動畫進行邏輯分塊；(2)把所有的現存骨骼動畫，根據邏輯分塊數據拆分；就是一個模型的動畫拆分成多個小邏輯單元的動畫；(3)在小邏輯單元動畫中尋找與新動畫需求關鍵幀接近的骨骼動畫單元；(4)通過重組骨骼動畫，根據邏輯單元塊組成全新的引用性骨骼動畫，他只包含索弓丨，并沒有真正的數據。所述步驟1對所有骨骼動畫有一個標準進行邏輯分組；其標準的制定原則如下(1)以最少偏移關節幀骨骼為先；
(2)以人體實際的骨骼為先；通過多所有現存骨骼動畫的便利尋找各個點的零偏移次數，結合我們的理性，如我們習慣把人分成頭，身體，手臂，腿部幾個部分為例子，對人物的骨骼進行邏輯分塊。所述步驟3中的工作進一步包括(1)對新需求的骨骼動畫制作百分比的關鍵幀，大體確定匹配值；(2)根據大體值，對現存的分塊后的邏輯關鍵幀進行匹配，調試效果。所述相近動畫的匹配方面，我們采用如下公式進行近似系數=(新動畫骨骼1的數據-樣本骨骼數據)*(新動畫骨骼1的數據-樣本骨骼數據)+ (新動畫骨骼2的數據-樣本骨骼數據)* (新動畫骨骼2的數據-樣本骨骼數據).....(新動畫骨骼η的數據-樣本骨骼數據)* (新動畫骨骼η的數據-樣本骨骼數據)；這里采用的是歐式距離，他形象的反應了 2個向量，即骨骼的動畫數據直接的偏差；我們通過控制偏差，來制定我們匹配動畫的精準程度。(3)當發現所有的邏輯分塊都不滿足當前邏輯分塊的動畫時，由美工導入新的邏輯塊以豐富動畫邏輯庫。本發明的優點在于采用本對動畫數據進行邏輯分塊得方式，對不同骨骼的運動數據進行再次組合，輸出全新的，完全不需要融合計算的骨骼動畫；新形成的動畫占用很少的內存，他大部分都是由現存的小邏輯動畫單元組成，同時他也有利于減少美工的工作量， 由于很多是重用的，提供動畫加載的速度。
具體實施例方式一種骨骼重用和內存占用的優化方法，其實現步驟如下(1)對所有現有用的骨骼動畫進行統計，根據統計結果對骨骼動畫進行邏輯分塊；(2)把所有的現存骨骼動畫，根據邏輯分塊數據拆分；就是一個模型的動畫拆分成多個小邏輯單元的動畫；(3)在小邏輯單元動畫中尋找與新動畫需求關鍵幀接近的骨骼動畫單元；(4)通過重組骨骼動畫，根據邏輯單元塊組成全新的引用性骨骼動畫，他只包含索弓丨，并沒有真正的數據。所述步驟1對所有骨骼動畫有一個標準進行邏輯分組；其標準的制定原則如下(3)以最少偏移關節幀骨骼為先；(4)以人體實際的骨骼為先；通過多所有現存骨骼動畫的便利尋找各個點的零偏移次數，結合我們的理性，如我們習慣把人分成頭，身體，手臂，腿部幾個部分為例子，對人物的骨骼進行邏輯分塊。所述步驟3中的工作進一步包括(1)對新需求的骨骼動畫制作百分比的關鍵幀，大體確定匹配值；(2)根據大體值，對現存的分塊后的邏輯關鍵幀進行匹配，調試效果。所述相近動畫的匹配方面，我們采用如下公式進行近似系數=(新動畫骨骼1的數據-樣本骨骼數據)*(新動畫骨骼1的數據-樣本骨骼數據)+ (新動畫骨骼2的數據-樣本骨骼數據)* (新動畫骨骼2的數據-樣本骨骼數據).....(新動畫骨骼η的數據-樣本骨骼數據)* (新動畫骨骼η的數據-樣本骨骼數據)；這里采用的是歐式距離，他形象的反應了 2個向量，即骨骼的動畫數據直接的偏差；我們通過控制偏差，來制定我們匹配動畫的精準程度。(3)當發現所有的邏輯分塊都不滿足當前邏輯分塊的動畫時，由美工導入新的邏輯塊以豐富動畫邏輯庫。本發明的實施過程分為邏輯骨骼拆分模塊1、動畫邏輯拆分模塊2、新動畫需求模塊3和動畫幀模塊4 ；所述邏輯骨骼拆分模塊1 輸出作為拆分點的各個骨骼的集合；所述動畫邏輯拆分模塊2 根據模塊1的輸出，即骨骼分組對當前的骨骼動畫進行拆分，把它由一個完成的骨骼動畫拆分開，形成一個一個組的骨骼動畫；所述新動畫需求模塊3 在邏輯動畫庫中查找相近幀，制作不存在的新邏輯幀；所述動畫幀模塊4 由各個子模塊的邏輯幀組成全新的動畫幀。首先通過邏輯骨骼拆分模塊1將現有骨骼拆分，形成拆分后各個骨骼點的集合； 通過動畫邏輯拆分模塊2，根據骨骼分組對當前的骨骼動畫進行拆分，把它由一個完成的骨骼動畫拆分開，形成一個一個組的骨骼動畫，經過新動畫需求模塊3，在在邏輯動畫庫中查找相近幀，制作不存在的新邏輯幀，最后通過動畫幀模塊4，將各個子模塊的邏輯幀組成全新的動畫幀。
權利要求
1.一種骨骼重用和內存占用的優化方法，其實現步驟如下(1)對所有現有用的骨骼動畫進行統計，根據統計結果對骨骼動畫進行邏輯分塊；(2)把所有的現存骨骼動畫，根據邏輯分塊數據拆分；就是一個模型的動畫拆分成多個小邏輯單元的動畫；(3)在小邏輯單元動畫中尋找與新動畫需求關鍵幀接近的骨骼動畫單元；(4)通過重組骨骼動畫，根據邏輯單元塊組成全新的引用性骨骼動畫，他只包含索引， 并沒有真正的數據。
2.根據權利要求1所述的一種骨骼重用和內存占用的優化方法，其特征在于所述步驟1對所有骨骼動畫有一個標準進行邏輯分組；其標準的制定原則如下(1)以最少偏移關節幀骨骼為先；(2)以人體實際的骨骼為先；通過多所有現存骨骼動畫的便利尋找各個點的零偏移次數，結合我們的理性，如我們習慣把人分成頭，身體，手臂，腿部幾個部分為例子，對人物的骨骼進行邏輯分塊。
3.根據權利要求1所述的一種骨骼重用和內存占用的優化方法，其特征在于所述步驟3中的工作進一步包括(1)對新需求的骨骼動畫制作百分比的關鍵幀，大體確定匹配值；(2)根據大體值，對現存的分塊后的邏輯關鍵幀進行匹配，調試效果；所述相近動畫的匹配方面，我們采用如下公式進行近似系數=(新動畫骨骼1的數據-樣本骨骼數據)*(新動畫骨骼1的數據-樣本骨骼數據)+ (新動畫骨骼2的數據-樣本骨骼數據)* (新動畫骨骼2的數據-樣本骨骼數據).....(新動畫骨骼η的數據-樣本骨骼數據)* (新動畫骨骼η的數據-樣本骨骼數據)；采用的是歐式距離，他形象的反應了 2個向量，即骨骼的動畫數據直接的偏差；我們通過控制偏差，來制定我們匹配動畫的精準程度；(3)當發現所有的邏輯分塊都不滿足當前邏輯分塊的動畫時，由美工導入新的邏輯塊以豐富動畫邏輯庫。
全文摘要
本發明涉及一種骨骼動畫重用方法，具體涉及一種骨骼動畫重用和內存占用的優化方法，其屬于計算機圖形學領域。采用本對動畫數據進行邏輯分塊得方式，對不同骨骼的運動數據進行再次組合，輸出全新的，完全不需要融合計算的骨骼動畫；新形成的動畫占用很少的內存，他大部分都是由現存的小邏輯動畫單元組成，同時他也有利于減少美工的工作量，由于很多是重用的，提供動畫加載的速度。
文檔編號G06T1/60GK102521792SQ20111036250
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者戚軍 申請人:戚軍