专利名称：高效的植被动画的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机图形技术领域，更具体地说，地表植物的快速渲染方法。
背景技术：
大规模复杂自然植物场景的快速或实时渲染是土地利用，数字农林业，数字媒体，数字娱乐和虚拟现实中基本的难点问题之一。游戏中的植被大部分是静止的，有的带有一些简单的弯曲效果以造成风吹动的假象。我们的游戏场景可以拥有数以千计的不同植被。如果我们要实现与环境交互的植被动画比如风吹过灌木丛和草地的效果，按照传统的动画绘制方法，会采用骨骼动画或者顶点动画来实现。但是对这样数以千计的植被，这样无疑会对美工造成巨大的工作压力，由于植被数量繁多，对应不同风速的动画又不同，这就需要大量的动画制作。再者，即使有大量的人员制作动画，采用传统的骨骼动画或者顶点动画，整个场景的渲染也会成为瓶颈。因为植物形体及表面纹理的三维可视化表现是十分复杂的，特别是对于植物群落或森林场景的真实表现，如果应用纯三维实体渲染可能要处理至少百万级别以上的多边形数据。这样的数据量级下绘制动画是很难实现的。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的是要提供一种基于Gpu的高性能的过程化动画实现。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是高效的植被动画，将植物的运动分为主干运动和细节运动；所述主干运动为将整个植被随着风向弯曲；所述细节运动为每一个叶子的运动，每一个叶片基于自身顽固性，对于风作用力的反馈；其特征在于基于顶点色，在Gpu中完成动画的效果,其步骤如下
1)根据美工对草动画的模拟，制作植物的顶点色，其中红色通道代表树叶边的顽固性，绿色通道代表逐叶子的相位改变，蓝色通道代表叶子的稳固；
2)采用三角波来模拟风的作用效果；用四个三角波，两个作用于叶子的边，两个作用于弯曲；
3)根据美工提供的贴图信息，编写像素着色器，模拟过程动画；其中红色的变形操作沿着世界坐标系的顶点法线xy完成，绿色作用于叶子的相位改变，为每一个叶子提供了不同的动作，而蓝色则影响叶子沿着z轴的上下位置改变；
4)沿着风的方向置换xy位置来完成植物的主弯曲。所述步骤4)约束移动范围。所述顶点色用作动画渲染的基础。本发明针对大型地形的大量植物群落的交互性动画问题，提出了一种基于Gpu的高效果风动画渲染，可以应用大量的植被渲染的场景中，即节省了美工的时间，又提高了渲染效率。
具体实施例方式高效的植被动画，将植物的运动分为主干运动和细节运动；所述主干运动为将整个植被随着风向弯曲；所述细节运动为每一个叶子的运动，每一个叶片基于自身顽固性，对于风作用力的反馈；其特征在于基于顶点色，在Gpu中完成动画的效果，其步骤如下
1)根据美工对草动画的模拟，制作植物的顶点色，其中红色通道代表树叶边的顽固性，绿色通道代表逐叶子的相位改变，蓝色通道代表叶子的稳固；
2)采用三角波来模拟风的作用效果；用四个三角波，两个作用于叶子的边，两个作用于弯曲；
3)根据美工提供的贴图信息，编写像素着色器，模拟过程动画；其中红色的变形操作沿着世界坐标系的顶点法线xy完成，绿色作用于叶子的相位改变，为每一个叶子提供了不同的动作，而蓝色则影响叶子沿着z轴的上下位置改变；
4)沿着风的方向置换xy位置来完成植物的主弯曲。所述步骤4)约束移动范围。所述顶点色用作动画渲染的基础。
权利要求
1.高效的植被动画，将植物的运动分为主干运动和细节运动；所述主干运动为将整个植被随着风向弯曲；所述细节运动为每一个叶子的运动，每一个叶片基于自身顽固性，对于风作用力的反馈；其特征在于基于顶点色，在Gpu中完成动画的效果，其步骤如下 1)根据美工对草动画的模拟，制作植物的顶点色，其中红色通道代表树叶边的顽固性，绿色通道代表逐叶子的相位改变，蓝色通道代表叶子的稳固； 2)采用三角波来模拟风的作用效果；用四个三角波，两个作用于叶子的边，两个作用于弯曲； 3)根据美工提供的贴图信息，编写像素着色器，模拟过程动画；其中红色的变形操作沿着世界坐标系的顶点法线xy完成，绿色作用于叶子的相位改变，为每一个叶子提供了不同的动作，而蓝色则影响叶子沿着z轴的上下位置改变； 4)沿着风的方向置换xy位置来完成植物的主弯曲。
2.根据权利要求1所述的高效的植被动画，其特征在于所述步骤4)约束移动范围。
3.根据权利要求1所述的高效的植被动画，其特征在于所述顶点色用作动画渲染的基础。
全文摘要
本发明涉及计算机图形技术领域，更具体地说，地表植物的快速渲染方法，根据美工对草动画的模拟，制作植物的顶点色，其中红色通道代表树叶边的顽固性，绿色通道代表逐叶子的相位改变，蓝色通道代表叶子的稳固；针对大型地形的大量植物群落的交互性动画问题，提出了一种基于Gpu的高效果风动画渲染，可以应用大量的植被渲染的场景中，即节省了美工的时间，又提高了渲染效率。
文档编号G06T13/60GK103021011SQ20121050351
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月1日 优先权日2012年12月1日
发明者王爽 申请人:王爽