运动捕捉角色的逆运动学的制作方法

专利名称：运动捕捉角色的逆运动学的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机动画。更具体地，本发明涉及基于运动捕捉数据的计算机动画。
背景技术：
在计算机动画中，被称为“动画设计人”的用户一般在计算机系统上指定对象模型 的姿态。根据相对于时间的特定姿态，对象可表现为一系列渲染图像的动画。本发明的发 明人已意识到经由对象模型指定对象的姿态是非常耗时的过程。例如，动画角色的脸可具 有大约100个单独可调的参数，这些参数确定了 20000个表面点的位置。因此，例如角色脸 部的动画是缓慢和艰苦的过程。为了便于在计算机动画环境中确定对象模型的姿态，本发明的受让人 ImageMovers Digital已开拓性地使用真人演员的物理运动捕捉技术。例如，ImageMovers 已使用运动捕捉技术和传统计算机动画技术两者的结合来生成故事片长度的电影，包括 "The Polar Express” (2004)、“Monster House” (2006)、“Beowulf”(2007)，其中几部已获 得奥斯卡奖提名。本发明的发明人已认识到尽管运动捕捉数据可能在动画过程中为动画设计人提 供帮助，然而动画设计人仍然需要用手精制该动画。其一个原因是运动捕捉数据——尤其 是演员脸部的运动捕捉数据——一般仅提供低分辨率、线框类数据，它们提供非常粗糙的 动画数据。另一个原因是当运动捕捉数据单用于驱动计算机动画时，所得到的计算机动画 通常看上去僵硬并且从美术上不尽如人意。又一个原因是使用运动捕捉数据的动画一般局 限于所捕捉的姿态。本发明的发明人认识到动画设计人修改运动捕捉数据的一个问题包括动画设计 人非常容易引发“走型”。换句话说，动画设计人容易偏离要求的特征姿态。仅作为示例，假 设已知演员具有例如眼神闪烁或假笑的某一特征习性并且该习性被运动捕捉。在动画过程 中，动画设计人可从运动捕捉习性开始，但随即在精制动画时无意地损毁这些姿态。于是所 得到的姿态模型则被认为是“走型的”，因为对象并不表现出演员作出的动作。因此，需要便于使用计算机动画的运动捕捉数据但没有前述缺陷的方法和装置。

发明内容
本发明涉及计算机动画。更具体地，本发明涉及基于运动捕捉数据的计算机动画。在本发明的各实施例中，在放松或默认姿态和数个特征姿态下捕捉对象——例如 演员的脸——的运动捕捉数据。基于运动捕捉装置相对于对象的已知几何形状，确定默认 的三维对象表面和给出的三维对象表面。另外，表面位移是针对每个给出的三维对象表面 相对于默认的三维对象表面的位置而确定的。该三维对象表面和表面位移则被存储入数据 库。结果，将默认的三维对象表面的二维图像显示给用户。用户选择图像上的第一点 并随后选择第二点，要么通过在两个点上进行点击要么通过将第一点拖曳至第二点。作为
5对选择的响应，确定目标三维位移。将该目标三维位移与存储在数据库中的表面位移比较 以确定可组合或混合以匹配该目标三维位移的一个或多个给出的三维对象表面。在许多实 施例中，给出的三维对象表面的组合是基于加权的表面位移，其中所需的能量被减小或最 小化。随后确定所给出的三维对象表面的经加权组合的二维图像并将其显示给用户。根据本发明一个方面，披露一种计算机系统的方法。一种技术包括通过计算机系 统的用户输入装置从用户那里接收对象模型的第一表面上的位置的表面位移，其中对象模 型的第一表面是响应对象的第一运动捕捉姿态确定的。过程包括响应计算机系统的表面位 移确定第一表面位移组和第二表面位移组的加权组合，其中第一表面位移组是响应对象模 型的第一表面和对象模型的第二表面之间的位移确定的，而对象模型的第二表面是响应对 象的第二运动捕捉姿态确定的，第二表面位移组是响应对象模型的第一表面和对象模型的 第三表面之间的位移确定的，而对象模型的第三表面是响应对象的第三运动捕捉姿态确定 的。一种方法可包括在计算机系统中响应对象模型的第一表面以及第一表面位移组和第二 表面位移组的加权组合确定对象模型的第四表面，并在计算机系统的显示器上将对象模型 的第四表面显示给用户。根据本发明的另一方面披露了一种计算机系统。一种计算机系统包括处理器和存 储有使处理器执行一种计算机动画方法的可执行程序代码的存储装置。该方法包括通过计 算机系统的用户输入装置从用户那里接收对象模型的第一表面上某个位置的表面位移，其 中对象模型的第一表面是响应对象的第一运动捕捉姿态确定的。处理器响应计算机系统的 表面位移确定第一表面位移组和第二表面位移组的加权组合。第一表面位移组可响应对象 模型的第一表面和对象模型的第二表面之间的位移来确定，其中对象模型的第二表面是响 应对象的第二运动捕捉姿态来确定的。第二表面位移组可响应对象模型的第一表面和对象 模型的第三表面之间的位移来确定，而对象模型的第三表面可响应对象的第三运动捕捉姿 态来确定。接着，一种方法包括在计算机系统中响应对象模型的第一表面以及第一表面位 移组和第二表面位移组的加权组合来确定对象模型的第四表面。最后，该方法包括在计算 机系统的显示器上将对象模型的第四表面显示给用户。根据本发明的又一方面，披露了一种具有可执行程序代码的有形介质。该可执行 程序代码包括使处理器执行实现计算机动画的方法的指令。该方法包括从用户那里接收 对象模型的第一表面上的位置的表面位移，其中对象模型的第一表面是响应对象的第一运 动捕捉姿态来确定的。接着，可响应表面位移确定第一表面位移组和第二表面位移组的加 权组合，其中第一表面位移组是响应对象模型的第一表面和对象模型的第二表面之间的位 移确定的。对象模型的第二表面可响应对象的第二运动捕捉姿态来确定，而第二表面位移 组可响应对象模型的第一表面和对象模型的第三表面之间的位移来确定。对象模型的第三 表面可响应对象的第三运动捕捉姿态来确定。最后，响应对象模型的第一表面以及第一表 面位移组和第二表面位移组的加权组合确定对象模型的第四表面。


为了更充分地理解本发明，现在参照附图。要理解这些附图不应当认为对本发明 的范围构成限制，使用附图进一步详细地描述当前记载的本发明实施例和当前了解的本发 明最佳模式，在附图中
图1示出本发明实施例的各个方面的方框图；图2示出根据本发明各实施例的例子；图3A-D示出本发明各实施例的例子；图4A-D示出根据本发明各实施例的流程图的方框图；图5是根据本发明各实施例的典型计算机系统的方框图。
具体实施例方式图1示出本发明实施例的各个方面的方框图。更具体地，图1示出脸部运动捕捉 系统的各个实施例。在图1所示的实施例中，运动捕捉系统100用来捕捉对象110的不同行为和/或 姿态。在本发明各实施例中，对象110可以是人类演员、动物或其它能够经常随时间作出不 同姿态的对象。在图1的例子中，对象110是人类演员，运动捕捉系统100用来捕捉人类演 员脸部120的姿态。仅作为示例，这些姿态可包括微笑、皱眉、显现出愤怒表情、眨眼、浮现 出假笑等，如下文将要描述的那样。在各实施例中，运动捕捉系统100包括一个或多个摄象机吊杆130、140。另外，每 个摄象机吊杆可包括一个或多个图像捕捉装置150、160。在本发明各实施例中，图像捕捉装 置150、160可包括一个或多个高分辨率摄像机(例如高清分辨率)等。用图像捕捉装置150、160捕捉的图像被存储在一般与对象110附连的存储单元 190中。在各实施例中，来自图像捕捉装置150、160的视频数据可存储在存储单元190中， 该存储单元190可包括含海量存储装置(例如硬盘、SSD等)的处理单元。运动捕捉系统 100的其它细节和实施例记载于2008年9月29日提交的未决美国专利申请No. 12/240907 中，该文献以各种意图援引包含于此。在该例中，当演员等作出直接脸部姿态时，图像捕捉装置150、160从不同的有利 位置捕捉不同姿态下的演员图像。通过跟踪演员脸部上标记在二维空间的位置，可在三维 空间确定对象110的表面。图2示出根据本发明各实施例的例子。图2示出例如演员脸部或其它三维对象的对象的脸部姿态200的几个例子。在本 例中，演员的脸是演员被告知表现出任何数量的脸部表情，例如放松或默认表情210、愤怒 表情220、惊讶表情230、悲伤表情240等。在各实施例中，脸部表情的数目可以可以有几十 种脸部表情，例如10、20、50、80或更多。如所述未决美国专利申请中记载的那样，可将任何 数量的光学标记用于演员的脸部以跟踪演员脸部不同部分的位置。在本例中可以看出，当 处于愤怒表情时220，眉毛向下呈犁沟形250且嘴角向下扯动260 ；当处于惊讶表情时230， 眉毛上扬290，而嘴角向内扯动280 ；当处于悲伤表情240时，眉毛上扬290，而嘴角向下扯 动300。在本发明各实施例中，脸上被光学跟踪的个位置数目可以有几十至几百个，例如 50,200 等。在本发明各实施例中，基于对象(例如演员的脸)各部分被跟踪的移动，对每种 姿态确定其三维姿态的表面。各种类型的表面表征用来给出三维姿态的表面，例如包含顶 点、边和/或多边形面等的连接网格。在这些实施例中，由于对象上的光学标记数量很少， 因此例如建模者的用户可能必须增加网格的分辨率和/或手动细调顶点位置或多边形。在其它实施例中，建模者可例如使用不均勻有理B样条(或NURBS)、多边形、细分表面(或 SubDivs)等定义表面的数学表述。在其它实施例中，若干不同的模型表征可描述表面或表 面上的不同部分。在各实施例中，在对于每种姿态的表面表征和缺省姿态的表面表征之间确定表面 位移。在图2的例子中，表面位移组320包括放松或默认姿态表面和愤怒表情220的表面 之间的位移组330 ；默认姿态表面和惊讶表情230的表面之间的位移组340 ；以及在默认姿 态表面和悲伤表情240表面之间的位移组350。可对其它表情采用其它位移组。在本发明各实施例中，随后将表面位移320存储在数据存储器(例如数据库)360 中。在各实施例中，任何数量的表征可用来表达表面位移320，例如一个或多个数值表、向量 图、图形表征等。图3A-3B示出本发明各实施例的例子。更具体地，图3A_B示出默认或放松姿态表 面370和表面位移320的使用。在图3A的例子中，例如动画设计人的用户从动画环境中的显示器上的数据库360 检索到对象的起始姿态400，例如中性脸部姿态370。在各实施例中，起始姿态400中的对 象表面可由具有与相邻顶点连接的任何数量顶点的网格、棋盘格等表征。表面也可通过具 有对照“结点”类似物的曲线表征。在各实施例中，动画环境可以是任何传统或专用动画环 境，例如Maya(Autodesk)、Menv(Pixar)等。在本发明的其它实施例中，也可在该过程中使 用除“中性姿态”外的其它姿态。例如，起始姿态可以是来自之前动画序列的终止姿态；起 始姿态可以是预设姿态(例如愤怒、快乐、悲伤等)或任一其它姿态。接着，使用传统计算机用户接口装置，用户(例如动画设计人)可使起始姿态变 形。例如，如图所示，在变形的姿态410中，用户已选择起始姿态400的前额上的选定点420， 并将脸“向下扯动”至图3B中的位置430。在各实施例中，这可通过选择网格、棋盘格的顶 点或表面或此类表面并拖曳该点或几何特征来实现。在一些实施例中，可在二维空间或三 维空间内微调或修正点420，这取决于特定要求。例如，点420可沿对象的表面“向上”、“向 下”、“向左”或“向右”移动或微调；点420可“移入”或“移出”对象的表面；或点420可如 上所述沿任意方向组合来微调。在本发明各实施例中，响应点的移动，系统参照存储在数据库360中的表面位移 组320以进行匹配和组合，如图3B所示。更具体地，系统尝试确定一个或多个建模的表面 位移320，它大致与默认表面上点420朝向点430的表面位移匹配。在本例中，系统确定与愤怒表情220关联的表面位移组330具有表面位移或移动， 例如脸部前额的中央呈犁沟形。在各实施例中，这可以是数值匹配、图形匹配等。接着，将 表面位移组330施加于默认表面370上的剩余对照点，而对象转为姿态440，如图3C所示。 在其它实施例中，也可将提供表情的表面存储在数据存储器360中，并当表面位移匹配时 将其检索出。在一些例子中，如图3D所示，一个以上的表面基于表面位移可以是“匹配的”。例 如，动画设计人指定的位移可与一个以上经加权的表面位移组的若干表面位移匹配。在本 例中，表面位移组340和表面位移组350可各自匹配于动画设计人的输入(例如使前颚上 的一个点升高)。在这种情形下，可提示例如动画设计人的用户选择使用哪个表面位移组。 如上所述，基于用户选择，从数据存储器360检索或重构表面。
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图3A-C的例子示出与单个对象姿态关联的表面规范。然而，如下文中进一步讨论 的那样，更一般地使用与一个以上对象姿态关联的表面位移组的加权组合。例如，基于用 户指定的表面位移，系统可确定输入表面位移应当由例如90%加权的悲伤姿态的表面位移 组、5%加权的愤怒姿态的表面位移组以及5%加权的冷漠姿态的表面位移组表示。图4A-D示出根据本发明各实施例的流程图的方框图。起初，在步骤500将例如 演员的对象置于运动捕捉环境中。在各例中，例如人类演员、关节连接的对象、动物等对 象一般配置以数个运动捕捉点，例如反射球、反射漆、黑点等，并布置在数个运动捕捉传感 器——例如可视光相机、红外光相机等——的视野内。在各实施例中，捕捉到的运动可以是 演员的脸、手或身体任何部分的运动。在该运动捕捉环境中，在步骤510对象表现为默认或放松姿态或表情。在步骤 520，基于运动捕捉点和运动捕捉环境的预定义几何特征、运动捕捉传感器的光学器件等确 定默认放松姿态的运动捕捉点的三维表面位置。在各实施例中，例如建模者的用户可基于 步骤510中捕捉的数据数学地定义表面。在各实施例中，运动捕捉点的数目可能相对较低， 因此用户可能需要补充这些数据点以进一步定义对象的默认表面。接着在步骤530，在运动捕捉环境中，对象呈现出一种或多种特征姿态或执行一个 或多个特征运动。同上，在步骤540中，基于运动捕捉点和运动捕捉环境的预定义几何形 状、运动捕捉传感器的光学器件等对步骤530中的姿态确定运动捕捉点的三维表面位置。在各实施例中，对于该对象的各个特征姿态，在步骤550确定对于默认表面的表 面位移组。在一些实施例中，可基于运动捕捉点的三维位置确定表面位移组。例如，可确定 嘴角相对于不同姿态中对象默认姿态的位移。在一些实施例中，该位移可以是基于模式匹 配算法由计算机半自动地确定的，和/或由视觉上绘出默认表面和特征姿态表面之间的运 动捕捉点的各个位置的用户来辅助确定。在各实施例中，表面位移组可包括二维或三维向 量。在各实施例中，在步骤560存储默认位置中表面的三维表面位置以及每个特征姿 态相比默认姿态的相对表面位移组。在各实施例中，数据可作为数据表存储，例如向量字 段、图形等，其中所选表面位置可关联于某一位移量和方向。相对表面位移组的简单解说在 图2中表示为表面位移组330-350。如表面位移组350中可见，为了从默认表面210形成 为悲伤表情240，嘴角下垂，嘴唇向上偏移，眉毛下垂而前额抬高。在各实施例中，表面位移 组中的表面位移的数目可以是50、100、200等。除了对每种姿态存储这种数据，在各实施例 中，每种特征姿态的对象的三维表面也可存储在例如数据库的数据存储器360中。在将数据存储于数据库后，在步骤570可从数据存储器360检索到处于默认姿态 的对象的表面位置。然后在步骤580基于该表面数据渲染图像并将其显示给例如动画设计 人的用户。在各实施例中，渲染可以是简单线框渲染至较高质量渲染。该图像在视觉上包 含一定数量的对照点，这些对照点对应于运动捕捉点等。例如，默认表面位置可具有关联的 表面网格结构等，而对照点是顶点。在步骤590，当用户观察默认表面位置的表面时，用户可选择图像上的一个或多个 点，在步骤600这些点被映射至对照点，例如顶点、三角形、方形、表面上的对照点等。在各 实施例中，用户可通过鼠标、指示笔等执行该操作。接着，在步骤610用户使二维图像上的 一个或多个点移动或位移。然后在步骤620将该位移映射到三维空间的目的位置。在各例子中，用户可基于点在图像上的运动而仅限于沿对象表面运动、或移入对象表面或移出对 象表面或任何其它形式的运动组合。因此，该运动被认为在二维或三维空间内。接着，在本发明各实施例中，在步骤630针对一个或多个对照点的移动确定三维 位移和方向。然后在步骤640将一个或多个对照点的三维位移和方向与数据存储器360中 存储的表面位移组比较以确定一个或多个表面位移匹配的组合。在本发明各实施例中，可 使用各种匹配算法来确定数据存储器360中大致与步骤640中确定的表面位移匹配的表面 位移组组合。在一些实施例中，可使用最小二乘误差函数。仅作为示例性实施例，如果在步 骤640确定输入表面位移为{0. 5，0. 8，0. 8，0，0，0}，系统可从数学上确定{1,0,0,0,0.4, 0.4}的25%加权的第一表面位移组(它与第一姿态关联)以及{0，1，1，0，0，0}的75%加 权的第二表面位移组(它与第二姿态关联)将是最优匹配或最佳匹配。在其它实施例中， 本发明可采用许多其它类型的匹配算法来确定表面位移组的组合。例如，可采用最小能量 函数来确定表面位移组的加权组合，这种加权组合要求最小量的表面位移以匹配输入表面 位移。在各实施例中，随后在步骤650将加权施加于表面位移组中的各表面位移以确定 默认表面等上的剩余对照点的表面位移，从而确定加权表面。继续上例，25%加权的第一表 面位移组和75%加权的第二表面位移组可导致{0. 25,0. 75,0. 75,0. 1,0. 1}的表面位移。 因此，加权的表面位移应当是第一姿态的25%和第二姿态的75%。在各实施例中，经加权 的表面位移可望比所示实施例更接近该输入表面位移。在各实施例中，随后在步骤660渲染经加权表面的图像并将其显示给用户。如上 所述，渲染步骤实质上可以是任何级别的合需质量，从线框或网眼至胶卷质量的渲染等。继 续上述例子，如果第一姿态是惊讶姿态而第二姿态是快乐姿态，则该对象可望表现为具有 一定惊讶特征的快乐表情。在各实施例中，如果加权表面多于一个的组合具有相似的表面位移，则可提示用 户选择使用对象的哪些经加权的表面。例如，如果表面位移组的两个或更多个经加权的组 合具有相似或相同的最小二乘值、最小能量值等，则可将这些经加权的组合提供给用户以 供选择。在各实施例中，如果在步骤670用户不满意于该加权的表面，用户可指定默认表面 的附加对照点的位移(累积的)，并返回步骤590。替代地，在步骤680用户可通过选择和 移动经加权表面的对照点而直接修正经加权的表面。在各实施例中，如果用户满意，则在步骤690可将该加权的表面位移组存储在存 储器中以供之后渲染。之后，在各实施例中，在步骤700可从存储器检索默认表面以及经加 权的表面位移组并用来渲染包含有姿态对象的图像，该渲染步骤可用于动画体貌的前期作 品显示、作品渲染等；用于迅速显示(例如计算机游戏、娱乐)等。在步骤710，所确定的经 渲染图像的表征可显示给用户和/或存储在便携或可移动存储器中，例如硬盘、光盘、胶卷 介质等。随后在步骤720从存储器检索经渲染的图像并将其显示给用户(例如在公共剧院、 家庭影院、计算机显示器等上)。图5是根据本发明各实施例的典型计算机系统800的方框图。在各实施例中，计 算机系统800 —般包括监视器810、计算机820、键盘830、用户输入装置840、网络接口 850寸。在本实施例中，用户输入装置840 —般表现为计算机鼠标、跟踪球、跟踪板、无线遥控器等。用户输入装置840 —般允许用户选择出现在监视器810上的对象、图标、文本、 对照点等。在一些实施例中，监视器810和用户输入装置840可例如与触摸屏显示器或例 如由Wacom销售的Cintiq的基于显示器的指示笔集成在一起。 网络接口 850的实施例一般包括以太网卡、调制解调器(电话、卫星、有线、ISDN) (异步)数字用户线路(DSL)单元等。网络接口 850如图所示通常耦合于计算机网络。在 其它实施例中，网络接口 850可物理地集成在计算机820的主板上，可以是例如软DSL等的 软件程序。 计算机820 —般包括常见的计算机组件，例如处理器860以及存储器设备，例如随 机存取存储器(RAM) 870、盘驱动器880以及互连上述组件的系统总线890。在一个实施例中，计算机820是具有例如来自英特尔公司的例如Xeon 微处理器 的多个微处理器的PC兼容计算机。此外，在本实施例中，计算机820 —般包括基于UNIX的 操作系统。RAM 870和盘驱动器880是用于存储动画资源数据、音频/视频文件、计算机程序、 操作系统、包括渲染引擎、可执行程序代码等本发明实施例的有形介质的示例。其它类型的 有形介质包括软盘、可移动硬盘、例如CD-R0M、DVD、蓝光盘的光学存储器、例如闪存、只读存 储器(ROM)、电池供电的易失性存储器的半导体存储器、网络存储设备等，包括数据存储器 360。在本发明中，计算机系统800也可包括允许在例如HTTP、TCP/IP、RTP/RTSP协议等 网络上通信的软件。在本发明的替代性实施例中，也可使用其它通信软件和传输协议，例如 IPX、UDP 等。图5是能够体现本发明的计算机系统的代表图。对本领域内技术人员来说很明 显，许多其它硬件和软件配置适用于本发明。例如可考虑使用其它微处理器，例如Core 或 Itanium 微处理器；来自先进微型设备公司的Opterom 或Phenom 微处理器等。此外，来 自NVidia、ATI等的图形处理单元(GPU)也可用于加速渲染。此外可考虑其它类型的操作 系统，例如来自微软公司的诸如Windows Vista 、WindowsNT 等Windows 操作 系统、来自 SunMicrosystem 的 Solaris、来自苹果公司的 LINUX、UNIX、MAC OS 等。有鉴于上述公开，本领域内技术人员能够发现可基于所讨论的实施例实现许多变 化。例如，本发明的实施例可针对实时计算机动画，例如在电视游戏中找到的那些动画。与 前述过程相似，确定对象(例如脸部表情)的特征表面位移组并将其存入数据库。接着，在 游戏进行时，玩家可对一个对象指定一表面位移(例如爱抚虚拟动物、触摸虚拟病患等)。 作为响应，确定表面位移组的最适宜加权，并相应地修正该对象的表面。在其它实施例中， 计算机游戏本身可通过指定表面上的位移等来选择特定姿态。例如，在战争类游戏中，如果 例如角色脸的左侧被弹片击中，则系统可基于角色左眼闭上的姿态确定经加权的表面位移 组。在若干帧的时间内，该加权持续增加，致使角色的脸达到左眼闭上的姿态。在本发明的另一些实施例中，所阐述的教义可施加于上述内容以外的对象其它部 分，例如人的手、人体、动物的脸等。如上所述，相比执行特征姿态的物理对象的运动捕捉数 据等，各表面位移组是基于处于放松或默认姿态下物理对象的运动捕捉数据。要理解“渲染”可指使用例如Pixar的RenderMan 的程序转换来自场景数学描述 的图像的高质量过程。另外，“渲染”可指场景数学描述的任意图形表示或像素的任意几何转化，例如用诸如GL和GPU硬件和软件渲染器等较低质量渲染引擎等的“渲染”。在本发明 的一些实施例中，这种类型的实时渲染可用于娱乐程序，例如控制台游戏的计算机。在各实 施例中，经渲染的对象可纳入计算机动画、计算机产生的形象、纳入真人动作场景等。本领域内技术人员在细阅本公开后可受启发而作出更多的实施例。在其它实施例 中，可较为有利地作出上面公开的本发明的组合或再组合。结构框图和流程图被分组以便 于理解。然而应当理解，在本发明的替代性实施例中可以考虑方框的合并、新方框的添加、 方框的重新排列等。因此，说明书和附图被认为是示意性而非限定性的。但显然可对其作出各种修正 和变化而不脱离较宽的精神和范围。
权利要求
一种用于计算机系统的方法，包括经由所述计算机系统的用户输入装置从用户那里接收对象模型的第一表面上的位置的表面位移，其中所述对象模型的第一表面是响应对象的第一运动捕捉姿态确定的；响应所述计算机系统中的表面位移确定第一表面位移组和第二表面位移组的加权组合，其中所述第一表面位移组是响应对象模型的第一表面和对象模型的第二表面之间的位移确定的，而所述对象模型的所述第二表面是响应对象的第二运动捕捉姿态确定的，其中所述第二表面位移组是响应所述对象模型的所述第一表面和所述对象模型的第三表面之间的位移确定的，而所述对象模型的所述第三表面是响应对象的第三运动捕捉姿态确定的；响应所述对象模型的所述第一表面以及所述第一表面位移组和所述第二表面位移组的加权组合确定计算机系统中的所述对象模型的第四表面，以及在计算机系统的显示器上将所述对象模型的第四表面显示给用户。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述加权组合包括使用从包含最小二 乘和能量函数的组中选择的成本函数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括使所述对象处于所述第一运动捕捉姿态，其中所述对象包括多个物理标记； 捕捉处于所述第一运动捕捉姿态下的对象的多个图像，其中所述多个图像包括来自多 个物理标记的物理标记位置；以及响应所述多个图像确定所述对象模型的第二表面。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括经由用户输入装置从用户那里确定所述对象模型的第一表面上的所述位置，其中所述 位置关联于表面描述符；经由所述用户输入装置从用户那里确定另一位置；以及 响应所述位置和所述另一位置确定表面位移和方向。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面描述符包括具有多个顶点的线框模型；以及 所述表面位移包含来自所述多个顶点的至少一个顶点的位移。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括 响应所述对象模型的所述第四表面渲染图像； 将所述图像的表征存储在有形存储器中；以及在显示器上将从有形存储器取得的图像显示给用户；其中所述有形存储器是从包括光学存储介质、磁存储介质、电存储介质、胶卷介质的组 中选取的。
7.一种其上存储有可执行程序代码以使处理器实现方法的有形介质，所述方法包括 从用户那里接收对象模型的第一表面上的位置的表面位移，其中所述对象模型的第一表面是响应所述对象的第一运动捕捉姿态来确定的；响应所述表面位移确定第一表面位移组和第二表面位移组的加权组合，其中所述第一 表面位移组是响应对象模型的第一表面和对象模型的第二表面之间的位移确定的，其中所 述对象模型的第二表面是响应所述对象的第二运动捕捉姿态来确定的，而所述第二表面位移组是响应所述对象模型的所述第一表面和所述对象模型的第三表面之间的位移来确定 的，其中所述对象模型的所述第三表面是响应所述对象的第三运动捕捉姿态来确定的；以 及响应所述对象模型的所述第一表面以及所述第一表面位移组和所述第二表面位移组 的加权组合确定所述对象模型的第四表面。
8.如权利要求7所述的有形介质，其特征在于，所述方法还包括从用户那里确定所述对象模型的第一表面上的所述位置，其中所述位置关联于表面描 述符；从用户那里确定另一位置；以及 响应所述位置和所述另一位置确定所述表面位移和方向。
9.如权利要求7所述的有形介质，其特征在于，所述表面描述符包括具有多个顶点的 线框模型并且所述表面位移包含来自所述多个顶点中至少一个顶点的位移。
10.如权利要求7所述的有形介质，其特征在于，所述方法还包括响应所述对象模型的 第四表面渲染图像。
11.如权利要求10所述的有形介质，其特征在于，所述方法还包括将图像的表达存储 在另一有形介质中，其中所述另一有形介质是从包含光学存储介质、磁存储介质、电存储介 质和胶卷介质的组中选取的。
12.—种计算机系统，包括耦合于记忆存储设备的处理器，所述记忆存储设备上存储有 可执行程序代码以使所述处理器执行一方法，所述方法包括通过计算机系统的用户输入装置从用户那里接收对象模型的第一表面上位置的表面 位移，其中所述对象模型的第一表面是响应所述对象的第一运动捕捉姿态确定的；使用处理器响应所述计算机系统的所述表面位移确定第一表面位移组和第二表面位 移组的加权组合，其中所述第一表面位移组是响应所述对象模型的所述第一表面和所述对 象模型的所述第二表面之间的位移确定的，所述对象模型的第二表面是响应所述对象的第 二运动捕捉姿态确定的，所述第二表面位移组是响应所述对象模型的第一表面和所述对象 模型的第三表面之间的位移确定的，而所述对象模型的所述第三表面是响应所述对象的第 三运动捕捉姿态来确定的；响应对象模型的第一表面以及所述第一表面位移组和所述第二表面位移组的加权组 合来确定计算机系统中的对象模型的第四表面；以及在所述计算机系统的显示器上将所述对象模型的所述第四表面显示给用户。
13.如权利要求12所述的计算机系统，其特征在于，所述方法还包括经由计算机系统的用户输入装置从用户那里确定所述对象模型的所述第一表面上的 所述位置，其中所述位置关联于表面标识符；经由用户输入装置从用户那里确定另一位置；以及 响应所述位置和所述另一位置确定所述表面位移和方向。
14.如权利要求12所述的计算机系统，其特征在于，所述表面描述符包括具有多个顶 点的线框模型，且所述表面位移包括来自多个顶点的至少一个顶点的位移。
15.如权利要求12所述的计算机系统，其特征在于，所述方法还包括 响应所述对象模型的所述第四表面渲染图像；以及在显示器上将所述图像显示给用户。
16.如权利要求15所述的计算机系统，其特征在于，所述方法还包括将所述图像的表 示存储在有形存储器中，其中所述有形存储器是从包括光学存储介质、磁存储介质、电存储 介质、和胶卷介质的组中选取的。
全文摘要
一种用于计算机系统的方法，包括从用户那里接收响应第一物理运动捕捉姿态确定的第一对象模型表面的位移，从该位移确定第一位移组和第二位移组的加权组合，其中第一位移组是从第一对象模型表面和第二对象模型表面之间的位移确定的，而第二对象模型表面是从第二物理运动捕捉姿态之间的位移确定的，第二位移组是从第一对象模型表面和第三对象模型表面之间的位移确定的，而第三对象模型表面是从第三物理运动捕捉姿态确定的，从第一对象模型表面和加权组合确定第四对象模型表面，并在显示器上将第四对象模型表面显示给用户。
文档编号G06F3/01GK101901497SQ20101019344
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月28日 优先权日2009年5月29日
发明者D·艾普斯, N·里德 申请人:影像原动力数码有限公司