一种虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法
【专利摘要】本发明公开了一种虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其中，包括一下步骤：步骤S1：利用具有裂纹的实体的图像获得玻璃破碎数据模型；步骤S2：虚拟撞击物体模型；步骤S3：对构建好的所述玻璃破碎数据模型进行破碎处理；步骤S4：虚拟破碎动画。本发明提供的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法综合利用了三维软件的破碎程序、挤出程序等，能够实现形象、精准的玻璃破碎动画的制作，过程简单明了，很好的克服了现有技术中不精准、效果不好而且操作复杂的技术问题，相比于现有技术来说，效果更好、操作更简便。
【专利说明】一种虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种动画的制作方法，尤其是一种基于计算机三维技术中的破碎程序的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法。
【背景技术】
[0002]破碎动画是一种生活中最常见的动画效果，而为了模拟生活中这些形形色色的破碎动画，各种三维软件提供了各种破碎程序，这些破碎程序被广泛的应用于电影、电视、广告、动漫、游戏等领域中，用来模拟现实生活中的真实破碎动画。传统的破碎程序虽然能模拟出各种不同的破碎碎片类型，但是因为现实生活中的每一种物质的破碎效果都是不一样的，而利用破碎程序的随机破碎处理功能，得到的碎片是均匀的，不能准确的得到真实的破碎效果，并且对于一些较为复杂的破碎碎片效果难以精准、快速的模拟出来。
[0003]因此，现有技术还有待于改进和发展。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，以解决现有方法的动画模拟效果不真实、不精准的技术问题。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]一种虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其中，包括以下步骤:
[0007]步骤S1:利用具有裂纹的实体的图像获得玻璃破碎数据模型；
[0008]步骤S2:虚拟撞击物体模型；
[0009]步骤S3:对构建好的所述玻璃破碎数据模型进行破碎处理；
[0010]步骤S4:虚拟破碎动画。
[0011]所述的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其中，所述步骤SI是利用三维软件中的材质编辑程序、线性样条线程序和基础修改程序配合实现的。
[0012]所述的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其中，所述的材质编辑程序与一个图像坐标的修改程序配合使用。
[0013]所述的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其中，所述的步骤S3中重复所述的破碎步骤，对每一块薄玻璃片模型进行初次的破碎后，再执行更细化的破碎数据处理。
[0014]所述的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其中，所述的步骤S3中，通过破碎程序传达撤销指令给破碎模块，再次发送破碎指令给作用物体，进行再一次的破碎计算，可得到不同的破碎结构。
[0015]所述的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其中，所述的步骤S4中的过程是利用三维软件中的NVIDIA显卡硬件加速引擎中的PhysX动力模块和Physics模块实现的。
[0016]本发明提供的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法综合利用了三维软件的破碎程序、挤出程序等，能够实现形象、精准的玻璃破碎动画的制作，过程简单明了，很好的克服了现有技术中不精准、效果不好而且操作复杂的技术问题，相比于现有技术来说，效果更好、操作更简便。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明中的方法流程图。
[0018]图2是本发明中步骤SI的方法流程图。
[0019]图3是本发明中步骤S3的方法流程图。
[0020]图4是本发明中步骤S4的方法流程图。
[0021]图5是本发明中玻璃碎片的真实裂纹效果图。
[0022]图6是本发明中玻璃碎片模型的细节处理示意图。
[0023]图7是本发明中玻璃碎片模型的绘制效果图。
[0024]图8是本发明中玻璃碎片模型的破碎模拟示意图。
[0025]图9是本发明中玻璃碎片模型的破碎动画效果图。
[0026]图10本实施例中的撞击物体模型效果图。
【具体实施方式】
[0027]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
[0028]图1为本发明提供的一种虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法的方法流程，如图所示，所述虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法的步骤如下:
[0029]步骤S1:利用具有裂纹的实体图像获得玻璃破碎数据模型；
[0030]步骤S2:虚拟撞击物体模型；
[0031 ] 步骤S3:对构建好的所述玻璃破碎数据模型进行破碎处理；
[0032]步骤S4:虚拟破碎动画。
[0033]其中，图2为本发明虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法的步骤SI的方法流程图，具体包括:
[0034]步骤Sll:引入一张具有裂纹数据信息的图像，将裂纹的数据信息映射至需要被破碎计算的虚拟的平面上；
[0035]步骤S12:捕捉平面的裂纹图像的纹理信息，并与原平面的裂纹图像的纹理信息进行进一步的匹配设置；
[0036]步骤S13:进一步处理样条线图像数据，即在数据中添加深度的设置，使其成为一个参数化数据模型，并将其设置成具有一定的厚度的扁平状模型。
[0037]具体来说，步骤SI I中，首先在三维软件中弓丨入一张如图5所示的具有裂纹数据信息的图像，利用材质编辑程序将裂纹的数据信息映射至需要被破碎计算的虚拟的平面上。
[0038]优选地，材质编辑程序与一个图像坐标的修改程序配合使用，将裂纹图像的坐标应用于平面，即可与平面进行匹配，让裂纹图像尤其是一些细节的裂纹能够映射出来，并且还能以其原始的尺寸精准的投影到平面上。
[0039]步骤S12中，基于平面的裂纹图像，利用线性样条线程序捕捉平面的裂纹图像的纹理信息，并与原平面的裂纹图像的纹理信息进行进一步的匹配设置。
[0040]优选地，采用此匹配的方法过程产生的效果图如图6本发明中玻璃碎片模型的细节处理示意图、图7本发明中玻璃碎片模型的绘制效果图和图8本发明中玻璃模型的破碎模拟示意图所示:按照裂纹结构的突出性大小依次进行匹配，首先将明显突出的纹理信息进行匹配，然后对纹理结构进行细化，将整个裂纹图像分解成若干小块。值得注意的是，封闭样条线用于分解小块时，封闭样条线的数据都必须与至少一条另外的封闭样条线的某一段数据信息重叠。这种匹配方法才能得到一个精准的裂纹图像的捕捉数据信息，而一个精准的裂纹图像的捕捉数据信息才能为之后的程序提供良好的实现基础。
[0041]步骤S13中，通过挤出修改程序进一步处理样条线图像数据，即在数据中添加深度的设置，使其成为一个参数化数据模型，并将其设置成具有一定的厚度的扁平状模型，用于后续步骤的进行。
[0042]步骤S2中，虚拟三维玻璃破碎动画中涉及到的物体模型主要有撞击物体、被撞击物体和不动物体这三个，同时动画的真实性也主要受这三个物体的设置以及其相互之间的作用过程的影响。其中，撞击物体:指让玻璃破碎产生的力的源头，一般为具有一定重量的撞击对象，玻璃破碎的整体效果主要受撞击物体的速度、撞击强度、质量、撞击体的外形等的影响；被撞击物体:指与撞击物体碰撞的对象，该被撞击物体的材料、摩擦力、弹力、碎块质量等也决定了最终的破碎效果；不动物体:指本书保留原始状态不受破碎的影响，但参与碰撞计算的物体，它主要用来影响破碎的效果，其模拟外形，物体材料、弹力和摩擦力等能改变最终的破碎效果。其中，上述步骤Si即为被撞击物体的破碎模型的制作过程。
[0043]其中，所述虚拟撞击物体模型的方法具体为:如图10本实施例中的撞击物体模型效果图所示，虚拟的撞击物体是一个参数化几何模型，主要利用多边形编辑程序对其进行局部数据信息的构造，改变模型的节点、线段等数据信息，从而虚拟出一个新的撞击物体模型。
[0044]步骤S3中，是利用破碎程序对所述玻璃破碎数据模型进行破碎处理，如图3中所示，利用破碎程序进行破碎的具体方法为:
[0045]步骤S31:利用破碎程序引入薄玻璃片模型到对象模块中，将其指定为作用物体；
[0046]步骤S32:通过破碎模块对作用物体进行破碎计算，得到更多的碎块模型；
[0047]步骤S33:在执行第一次的破碎计算后，将第一次的破碎结果作为作用物体，再一次执行破碎指令,执行更细化的破碎数据处理；
[0048]步骤S34:对裂纹中心部分的局部破碎数据信息再进行破碎处理，得到更加精确的破碎结果。
[0049]该步骤主要是利用三维程序的破碎程序，对在步骤SI中构建好的所述虚拟实体破碎模型进行破碎处理。其中:首先，在破碎程序对象模块中引入所述薄玻璃片的局部数据信息碎块，作为参与破碎计算的作用物体。然后，在执行第一次的破碎计算后，破碎程序会将第一次的破碎结果作为作用物体，然后再一次执行破碎指令。重复同样的破碎步骤，对每一块薄玻璃片模型进行初次的破碎后，再执行更细化的破碎数据处理。通过破碎模块对作用物体进行多次破碎计算，得到更多的碎块模型；因为程序本身具有多种不同的破碎类型，在破碎的过程中可以通过为碎块指定不同的破碎类型，以得到不同的破碎结构。同样执行所述的破碎步骤，对裂纹中心部分的局部破碎数据信息再进行破碎处理，得到更加精确的破碎结果。
[0050]如果想得到不同破碎类型的破碎结果，可以通过破碎程序传达撤销指令给破碎模块，则破碎程序会将原来的计算结果删除，将作用物体还原备份成原破碎模块后，再次发送破碎指令给作用物体，进行再一次的破碎计算，即可得到不同的破碎结构。
[0051]如图中4所示，本发明虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法中步骤S4的具体方法为:
[0052]步骤S41:将所述撞击物体模型指定为作用物体，将破碎处理好的玻璃碎片指定为不动物体；所述撞击物体模型可以为如图10所示的立方体模型；
[0053]步骤S42:利用所述的破碎程序中的物理学引擎执行破碎指令，形成完整的动画。
[0054]该步骤则为最后形成动画的过程。
[0055]其中，利用所述的破碎程序中的物理学弓I擎执行破碎指令，所述的立方体模型在重力影响下会坠落，并撞击所述的虚拟碎片模型，碎片在猛烈的物体撞击下，碎片会顺着撞击的方向飞散开，如图9本发明的虚拟撞击物体效果图所示，这就是完整的破碎动画处理。
[0056]优选的，步骤S4中的过程是利用三维软件中的NVIDIA显卡硬件加速引擎中的PhysX动力模块和Physics模块，NVIDIA显卡硬件加速引擎中的PhysX动力模块实现的执行破碎指令，并且在破碎程序中通过Physics模块对作用物体进行动力学模拟，并不断对模拟过程进行计算、记录和控制。
[0057]由上述实施例可见，本发明提供的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法综合利用了三维软件的破碎程序、挤出程序等，能够实现形象、精准的玻璃破碎动画的制作，过程简单明了，很好的克服了现有技术中不精准、效果不好而且操作复杂的技术问题，相比于现有技术来说，效果更好、操作更简便。
[0058]应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，例如，对本发明中的一些步骤、程序名称的改变等，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其特征在于，包括一下步骤: 步骤S1:利用具有裂纹的实体的图像获得玻璃破碎数据模型； 步骤S2:虚拟撞击物体模型； 步骤S3:对构建好的所述玻璃破碎数据模型进行破碎处理； 步骤S4:虚拟破碎动画。
2.根据权利要求1所述的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其特征在于，所述步骤S1是利用三维软件中的材质编辑程序、线性样条线程序和基础修改程序配合实现的，步骤S1分为以下步骤: 步骤S11:引入一张具有裂纹数据信息的图像，将裂纹的数据信息映射至需要被破碎计算的虚拟的平面上； 步骤S12:捕捉平面的裂纹图像的纹理信息，并与原平面的裂纹图像的纹理信息进行进一步的匹配设置； 步骤S13:进一步处理样条线图像数据，即在数据中添加深度的设置，使其成为一个参数化数据模型，并将其设置成具有一定的厚度的扁平状模型。
3.根据权利要求1或2所述的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其特征在于，所述的材质编辑程序与一个图像坐标的修改程序配合使用。
4.根据权利要求3所述的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其特征在于，所述的步骤S3分为以下步骤: 步骤S31:利用破碎程序引入薄玻璃片模型到对象模块中，将其指定为作用物体； 步骤S32:通过破碎模块对作用物体进行多次破碎计算，得到更多的碎块模型； 步骤S33:在执行第一次的破碎计算后，将第一次的破碎结果作为作用物体，再一次执行破碎指令，执行更细化的破碎数据处理； 步骤S34:对裂纹中心部分的局部破碎数据信息再进行破碎处理，得到更加精确的破碎结果。
5.根据权利要求4所述的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其特征在于，所述的步骤S3中重复所述的破碎步骤，对每一块薄玻璃片模型进行初次的破碎后，再执行更细化的破碎数据处理。
6.根据权利要求5所述的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其特征在于，所述的步骤S3中，通过破碎程序传达撤销指令给破碎模块，再次发送破碎指令给作用物体，进行再一次的破碎计算，可得到不同的破碎结构。
7.根据权利要求1或5所述的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其特征在于，所述的步骤S4分为以下步骤: 步骤S41:将所述撞击物体模型指定为作用物体，将破碎处理好的玻璃碎片指定为不动物体； 步骤S42:利用所述的破碎程序中的物理学引擎执行破碎指令，形成完整的动画。
8.根据权利要求1或5所述的虚拟三维玻璃破碎动画的实现方法，其特征在于，所述的步骤S4中的过程是利用三维软件中的NVIDIA显卡硬件加速引擎中的PhysX动力模块和Physics模块实现的。
【文档编号】G06T13/20GK104268919SQ201410532407
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】莫立, 韩成淼 申请人:佛山精鹰传媒股份有限公司