一种基于3D技术的模型与动画交互的方法与流程

本发明涉及3d模型处理技术领域，具体为一种基于3d技术的模型与动画交互的方法。

背景技术：

三维动画又称3d动画，随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。是利用电脑软件或是视频等工具将三维物体运动的原理、过程等清晰简洁地展现在人们眼前，常用工具有3dmax、autocad、maya等。三维动画技术模拟真实物体的方式使其成为一个有用的工具。由于其精确性、真实性和无限的可操作性，被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等诸多领域。在影视广告制作方面，这项新技术能够给人耳目一新的感觉，因此受到了众多客户的欢迎。三维动画可以用于广告和电影电视剧的特效制作(如爆炸、烟雾、下雨、光效等)、特技(撞车、变形、虚幻场景或角色等)、广告产品展示、片头飞字等等。

但是现有的三位动画设计无法精致和自然的表达基础模型，导致基础模型在加工处理时无法很好的体现出美感。

基于此，本发明设计了一种基于3d技术的模型与动画交互的方法，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于3d技术的模型与动画交互的方法，以解决上述背景技术中提出的现有的三位动画设计无法精致和自然的表达基础模型，导致基础模型在加工处理时无法很好的体现出美感的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于3d技术的模型与动画交互的方法，包括以下步骤：

步骤一、导入制作完成的3d角色；

步骤二、架设骨骼，导入自制的骨骼数据，在运动命令面板，点biped卷展栏的figuremode在各视图中，使用旋转缩放位移的方式，调整骨骼的位置与模型的位置，让二者充分匹配；

步骤三、根据模型架设骨骼，骨骼是类似于虚拟体的一种存在，拥有父子关系，约束功能；

步骤四、模型赋予骨骼，将相应的模型点交由骨骼控制，使得骨骼能直接或间接控制模型，中间深红色为完全被中心骨骼控制的点，向外黄色部分为被中心骨骼和两边骨骼同时影响不等数值的点，通过这样的功能实现柔软的蒙皮绑定效果；

步骤五、需确认骨骼的父子关系树状图，确认哪节骨骼被哪节骨骼支配，哪节骨骼与哪节骨骼联动；

步骤六、制作骨骼动画时，下列标尺上有关键帧，序列编号，右侧为骨骼动画的动画曲线图，修改动画曲线可实现骨骼动画的节奏，姿态的改变，给模型赋予各类姿态。

优选的，所述步骤三中在模型架设骨骼时，脚趾骨骼被脚掌骨骼控制，脚掌骨骼被小腿骨骼控制，并且小腿骨骼相对于大腿骨骼的固定单一轴向不能旋转，实现保证动画制作过程中，不出现骨骼扭曲的现象。

优选的，在制作骨骼动画的镜头动画时，左侧使镜头预览，右侧是透视视图，可以调整摄像机的位移及旋转，下方视图是镜头的动画曲线，所选镜头所能覆盖的范围是镜头视觉广角放大缩小曲线，且其与骨骼动画曲线在一个窗口。

优选的，在制作骨骼动画时，可将制作视距所对应的景别分为大远景、远景、全景、中景、近景、特写和大特写。

优选的，在制作镜头动画时的镜头处理包括固定镜头、运动镜头和动画分镜头运动摄像；

所述固定镜头，用于达到镜头的桅顶感，将镜头固定处理；

所述运动镜头，用于更好的表达剧情，突出角色的表演和动作展示自然景色；

所述动画分镜头运动摄像，用于将一个镜头通过移动摄像机机位，或者改变镜头光轴，或者变化镜头焦距进行拍摄。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中的三维动画的主要作用就是用来模拟，通过动画的方式展示想要达到的预期效果。例如在数字城市建设中，在各个领域的应用是不同的，那么如何形象的向参观者介绍数字城市的成果呢，那就需要制作一个三维动画，通过动画的形式还原现实的情况，从而让参观者更加直观的了解这项技术的应用。

同时，产品动画涉及工业产品如汽车动画、飞机动画、轮船动画、火车动画、舰艇动画、飞船动画；电子产品如手机动画、医疗器械动画、监测仪器仪表动画、治安防盗设备动画；机械产品动画如机械零部件动画、油田开采设备动画、钻井设备动画、发动机动画；产品生产过程动画如产品生产流程、生产工艺等三维动画制作。本技术只需将已做好的骨骼数据导入，与实际的模型匹配，根据模型的状况蒙皮，动作与画面的变化通过关键帧来实现，设定动画的主要画面为关键帧，关键帧之间的过渡由计算机来完成。三维软件大都将动画信息以动画曲线来表示。动画曲线的横轴是时间(帧)，竖轴是动画值，可以从动画曲线上看出动画设置的快慢急缓、上下跳跃。如3dsmax的动画曲线编辑器。其中人物说话的口型变化、喜怒哀乐的表情、走路动作等，都要符合自然规律，制作要尽可能细腻、逼真，因此动画师要专门研究各种事物的运动规律。如果需要，可参考声音的变化来制作动画，如根据讲话的声音制作讲话的口型变化，使动作与声音协调。对于人的动作变化，系统提供了骨骼工具，通过蒙皮技术，将模型与骨骼绑定，易产生合乎人的运动规律的动作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体流程示意图；

图2为本发明的动画导出流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于3d技术的模型与动画交互的方法，包括以下步骤：

步骤一、导入制作完成的3d角色；

步骤二、架设骨骼，导入自制的骨骼数据，在运动命令面板，点biped卷展栏的figuremode在各视图中，使用旋转缩放位移的方式，调整骨骼的位置与模型的位置，让二者充分匹配；

步骤三、根据模型架设骨骼，骨骼是类似于虚拟体的一种存在，拥有父子关系，约束功能；

步骤四、模型赋予骨骼，将相应的模型点交由骨骼控制，使得骨骼能直接或间接控制模型，中间深红色为完全被中心骨骼控制的点，向外黄色部分为被中心骨骼和两边骨骼同时影响不等数值的点，通过这样的功能实现柔软的蒙皮绑定效果；

步骤五、需确认骨骼的父子关系树状图，确认哪节骨骼被哪节骨骼支配，哪节骨骼与哪节骨骼联动；

步骤六、制作骨骼动画时，下列标尺上有关键帧，序列编号，右侧为骨骼动画的动画曲线图，修改动画曲线可实现骨骼动画的节奏，姿态的改变，给模型赋予各类姿态。

更进一步的实施方式为，所述步骤三中在模型架设骨骼时，脚趾骨骼被脚掌骨骼控制，脚掌骨骼被小腿骨骼控制，并且小腿骨骼相对于大腿骨骼的固定单一轴向不能旋转，实现保证动画制作过程中，不出现骨骼扭曲的现象。

更进一步的实施方式为，在制作骨骼动画的镜头动画时，左侧使镜头预览，右侧是透视视图，可以调整摄像机的位移及旋转，下方视图是镜头的动画曲线，所选镜头所能覆盖的范围是镜头视觉广角放大缩小曲线，且其与骨骼动画曲线在一个窗口。

更进一步的实施方式为，在制作骨骼动画时，可将制作视距所对应的景别分为大远景、远景、全景、中景、近景、特写和大特写。

更进一步的实施方式为，在制作镜头动画时的镜头处理包括固定镜头、运动镜头和动画分镜头运动摄像。

所述固定镜头，用于达到镜头的桅顶感，将镜头固定处理。

所述运动镜头，用于更好的表达剧情，突出角色的表演和动作展示自然景色。

所述动画分镜头运动摄像，用于将一个镜头通过移动摄像机机位，或者改变镜头光轴，或者变化镜头焦距进行拍摄。

需要说明的是，大远景：视野广阔，深远，主要用来表现辽阔的大海，绵延的群山，星空，气氛镜头或大环境的介绍，一般很少表现人物形象在其中活动；远景：仍然以表现自然景色或气氛性镜头画面为主，动作只作为陪衬烘托气氛；全景：表现力很强的常用景别，用来表现人物全身或者场景的全貌，全景在画面分镜头台本中用的比较广泛，整个人物出现在画面中；中景：表现一个人或几个人膝盖以上大半个身体或者局部场面的画面，可以让观众看清人物的穿着打扮，相貌神态和上半身的形体动作，也长用于表现人与人之间，说话交流，感情表达，也是动画片中使用比较广泛的一种；近景：表现角色胸部以上或者物体局部，有一种让观众走近看人的感觉，能比较清楚的看到角色喜怒哀乐的面部表情，讲话时口型变化及局部手势动作；特写：角色肩部以上的头像或躯体细部，主要用于刻画人物的表情的细微变化，说话时嘴巴的口型，视线，眼神，冒汗等；大特写：表现角色脸部某个局部一般用于突发情况之下，给观众造成强烈的印象，如惊恐的眼神，悲痛的落泪，高声呼喊。

同时，在动画分镜头台本中为了达到镜头的桅顶感，大多数镜头的画面是固定不变，为了更好的表达剧情，突出角色的表演和动作展示自然景色就会采用运动镜头的技术手段，对于运动镜头，有客观性角度和主观性角度，客观性角度是指依据常人日常生活中的观察习惯而进行的旁观式拍摄，是电视节目运用最为频繁、最为普遍的拍摄角度和拍摄方式。客观性角度拍摄的画面就仿佛观众在现场参与事件进程、观察人物活动、欣赏风光景物一般，画面平易亲切，贴近生活。主观性角度是一种模拟画面主体(可以是人、动物、植物和一切运动物体)的视点和视觉印象来进行拍摄的角度。主观性角度由于其拟人化的视点运动方式，往往更容易调动观众的参与感和注意力，容易引起观众的强烈的心理感应。

而且，动画分镜头运动摄像就是在一个镜头中通过移动摄像机机位，或者改变镜头光轴，或者变化镜头焦距所进行的拍摄。通过这种拍摄方式所拍到的画面，称为运动画面。如：由推、拉、摇、移、跟、升降摄像和综合运动摄像形成的推镜头、拉镜头、摇镜头、移镜头、跟镜头、升降镜头和综合运动镜头等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。