一种基于Cryengine的互动式虚拟演绎系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机图形学和虚拟现实技术领域，特别涉及一种基于Cryengine的互动式虚拟演绎系统。
【背景技术】
[0002]近年来，随着国民经济的快速发展，人民群众的物质生活水平不断提高，同时对文化生活的需求也越来越高。传统的舞台表演形式存在着制作周期长、表演成本高、表现形式单一等多种不足，而且传统的舞台表演形式受制于舞台演员的个人素质、表演能力、知名度等各种局限，已经难以满足新技术条件下的文化传播需求。因此需要引入虚拟现实、计算机图形学等领域的新兴技术发展，突破传统演绎形式的限制，创造新的演绎形态和方法。
[0003]Cryengine是由德国游戏公司Crytek开发的一款次时代游戏引擎，该引擎提供了具有下一代画质的实时动态全局光照渲染效果，以及现代化人物角色系统和实时软粒子系统。通过该引擎提供的“所见即所玩”的沙盒游戏编辑器，用户能够快速高效的根据实际需求搭建虚拟场景、创建动画角色、编辑任务逻辑，并且能够实时预览对数字内容的改变效果，使得虚拟数字内容的创作和开发效率得到了极大的增强。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于Cryengine的互动式虚拟演绎系统，该系统实现了一种新的演绎形式，通过虚拟演绎数字内容生成模块和基于Cryengine的虚拟演绎实时虚拟仿真模块模拟虚拟演绎的全部过程，并通过虚拟演绎智能互动模块实现虚拟演绎与观众的实时互动。
[0005]为了实现上述目的，本发明的解决方案是:
一种基于Cryengine的互动式虚拟演绎系统，包括如下模块:
虚拟演绎数字内容生成模块，用于虚拟数字演员角色的模型制作、动画制作、特效制作、场景制作、声音制作以及各类数据的导出；
基于Cryengine的虚拟演绎实时虚拟仿真模块，用于虚拟角色表演过程中的物理模拟、虚拟角色表演画面的实时渲染、虚拟角色表演的逻辑连接设置以及虚拟演绎画面的幻影成像；
虚拟演绎智能互动模块，包括基于手柄或键盘鼠标的角色控制单元、基于语音识别的角色控制单元、基于声音检测的交互单元以及基于互动娱乐设备的虚拟演绎与观众的互动单元。
[0006]其中，虚拟演绎数字内容生成模块中所述的虚拟数字演员角色的模型制作，是指利用建模软件生成虚拟角色的网格模型以及骨骼；
所述的虚拟数字演员角色的动画制作，是指利用动画制作软件生成虚拟角色的骨骼动画序列；
所述的虚拟数字演员的特效制作，是指生成虚拟演绎所需要的水雾、火焰、爆炸、变形等特殊效果；
所述的场景制作是指生成虚拟演绎的表演场景，包括舞台、灯光以及相机的设置；
所述的各类数据的导出，是指将利用各种软件生成的数字内容导出为Cryengine所能使用的文件形式，具体为，模型制作导出为chr文件，动画制作导出为caf文件，特效制作以及场景制作导出为cry文件，声音导出为wav文件。
[0007]基于Cryengine的虚拟演绎实时虚拟仿真模块中所述的虚拟角色表演过程中的物理模拟，是指在实时渲染过程中，计算虚拟角色与表演环境之间的运动交互和动力学特性，包括碰撞检测、布料模拟、流体模拟以及重力模拟，使虚拟角色具备真实的物理特性；
所述的虚拟角色表演画面的实时植染，是指利用Cryengine实现虚拟表演的动态全局光照渲染效果，包括动画角色的绘制、阴影的生成、灯光的模拟等元素；
所述的虚拟角色表演的逻辑连接设置，是指使用Cryengine的流向图建立各动画之间的逻辑连接关系，建立输入设备与角色表演之间的控制关系，建立角色表演与特效呈现以及声音播放之间的调用关系；
所述的虚拟演绎画面的幻影成像，是指将Cryengine实时渲染的画面投射到幻影成像膜上，产生三维立体效果。
[0008]虚拟演绎智能互动模块中所述的基于手柄或键盘鼠标的角色控制单元，用于操作人员通过手柄或者鼠标键盘来控制虚拟角色的任意方向的行走，并针对现场的表演情况根据观众的各种反应通过输入设备调用制作的动画序列进行表演；
所述的基于语音识别的角色控制单元，用于操作人员通过语音输入利用语音识别技术来实时控制虚拟角色的面部表情变化和其他表演姿态的变化；
所述的基于声音检测的交互单元，用于在虚拟演绎过程中，通过声音检测技术实时检测观众的掌声、喝彩声等声音的音量大小以及方位，并将其转化成一系列命令，来触发虚拟角色做出实时的反应；
所述的基于互动娱乐设备的虚拟演绎与观众的互动单元，用于在虚拟演绎过程中，通过上述控制单元与交互单元触发虚拟演员进行相应的表演，并触发奖品投射机、喷水枪等互动娱乐设备运行，实现虚拟演绎的内容与观众产生真实的互动，让观众能够参与、影响和改变虚拟演绎的内容。
[0009]本发明所述的一种基于Cryengine的互动式虚拟演绎系统，其工作流程如下:用户首先通过虚拟演绎数字内容生成模块，根据表演需求制作虚拟演员的角色模型、动画、表演场景、特效、声音，并导出为Cryengine能够直接使用的格式；在Cryengine中使用上述导出的数据通过基于Cryengine的虚拟演绎实时虚拟仿真模块建立数字演员表演的虚拟环境，使用Cryengine的流向图建立各动画之间的逻辑连接关系，设置动画之间的过渡方式，建立输入设备与角色表演之间的控制关系，建立角色表演与特效呈现以及声音播放之间的调用关系Wryengine调用上述数据以及流向图设置，渲染出虚拟演绎的实时画面，画面通过幻影成像装置最终呈现给观众，产生三维立体效果；在虚拟演绎过程中，通过虚拟演绎智能互动模块内的各个单元实现以下动作:操作人员可以通过基于手柄或键盘鼠标的角色控制单元来控制虚拟演员在虚拟舞台上自由行走，并根据现场观众的反应通过鼠标键盘、手柄以及语音输入来控制虚拟演员做出相应的表演动作，同时其他单元采集现场观众的声音进行处理，自动触发虚拟演员做出表演，并触发奖品投射机、喷水枪等其他设备实现虚拟演绎与观众的实时互动。
[0010]本发明所述的基于Cryengine的互动式虚拟演绎系统具有如下优点:
1、采用虚拟数字人物角色代替传统人物表演，极大的降低了人力成本，突破了真人表演形式的局限；
2、能够通过多种形式实现虚拟角色的拟人化表演以及与观众的互动，极大的增强了表演的真实感和娱乐性；
3、基于Cryengine开发，在保证超强画质的同时有效的提高了系统开发的效率。
【附图说明】
[0011]图1为本实施例基于Cryengine的互动式虚拟演绎系统的构架示意图；
图2为基于Cryengine的虚拟演绎实时虚拟仿真模块的流向图；
图3为本实施例基于Cryengine的互动式虚拟演绎系统虚拟阿凡提角色演绎效果示意图。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示，一种基于Cryengine的互动式虚拟演绎系统，包括虚拟演绎数字内容生成模块1、基于Cryengine的虚拟演绎实时虚拟仿真模块2以及虚拟演绎智能互动模块3，其中，虚拟演绎智能互动模块3包括基于手柄或键盘鼠标的角色控制单元、基于语音识别的角色控制单元、基于声音