一种基于USD系统生成毛发数据方法与流程

本发明属于动画制作技术领域，具体涉及一种基于usd系统的毛发数据转换方法。

背景技术：

电影和游戏的生产流程中通常会生成、存储和传输大量的三维数据，我们称之为“场景描述”。流程中的许多协作应用程序（建模、着色、动画、照明、特效、渲染）中的每一个环节通常都有其自己的特殊形式的场景描述，根据应用程序的特定需求和工作流进行定制，其他任何应用程序既不可读也不可编辑。通用场景描述（universalscenedescription，usd）是一个开源软件，它解决了以稳定性和可扩展的方式，交换资产组成的任意3d场景的需要；

但目前usd支持的基本图元类型中不包括毛发图元，而毛发特效是动画生产环节中的重要环节，代表着角色特效中重要的部分。现有的传递转换方式是将文件导出成.ass文件，或者.abc文件格式，但是对于不同的dcc软件都需要独立编写对应的导入导出插件，且单独的毛发文件会出现i/o瓶颈。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于usd系统的毛发数据转换方法，能够利用usd在不同dcc软件中传递毛发数据；

本发明提供了如下的技术方案：

一种基于usd系统的毛发数据转换方法，包括以下步骤：

s1：定义毛发模式需要的数据属性，定义数据包括：静止姿势，点、拓扑和宽度属性；引导曲线，用于模拟使用；头皮数据，用来约束头发的头皮表面关系，将上述数据定义为图式插件；

s2：通过生成模式将图式插件生成相应的标记、类以及原理图文件，然后重新编译usd文件；

s3：此时usd系统已经被更新，文件中能够获取到毛发的数据，也能够写入数据到usd文件中；

s4：maya软件中的usd插件能够读取并渲染该usd的毛发信息，该信息包括头皮、静止姿态和引导曲线，此时对读入的数据转换为完整毛发信息，并进行渲染，完成转换；

优选的，所述s1中，模拟使用的数据还包括关键头发数据和sim曲线的关系；

优选的，所述s4中对读入的数据转换包括以下步骤：通过缓存头发的静止姿态，并使用动画引导曲线和头皮网格设置最后的头发，数据放大工作流中，采用100mb的静止姿态并生成需要100gb或以上的头发数据；

本发明的有益效果是：本发明毛发数据转换可以通过较少的数据描述一个完整的头发数据，最后通过转换完成完整头发数据转换；无需付出i/o成本，避免了i/o产生的性能瓶颈。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明原理流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于usd系统的毛发数据转换方法，包括以下步骤：

s1：定义毛发模式需要的数据属性，定义数据包括：静止姿势，点、拓扑和宽度属性；引导曲线，用于模拟使用；头皮数据，用来约束头发的头皮表面关系，将上述数据定义为图式插件；

s2：通过生成模式将图式插件生成相应的标记、类以及原理图文件，然后重新编译usd文件；

s3：此时usd系统已经被更新，文件中能够获取到毛发的数据，也能够写入数据到usd文件中；

s4：maya软件中的usd插件能够读取并渲染该usd的毛发信息，该信息包括头皮、静止姿态和引导曲线，此时对读入的数据转换为完整毛发信息，并进行渲染，完成转换；

具体的，工具主要包含了几个执行步骤：定义毛发模式需要的数据属性；生成usdschema插件；读取并利用数据进行渲染。具体步骤：

步骤1：定义毛发模式需要的数据属性，定义了2种数据包括-静止姿势：点、拓扑和宽度属性；模拟使用的引导曲线/关键头发/sim曲线的关系；头皮数据，与头皮表面的一种关系，用来约束头发，将该数据定义为文件schema.usda；

步骤2：通过命令“usdgenschemaschema.usda.”生成相应的token、class以及schematics文件，然后重新编译usd文件；

步骤3：此时usd系统已经被更新，文件中可以获取到毛发的数据，也可以写入数据到usd文件中；

步骤4：maya软件中的usd插件可以读取并渲染该usd的毛发信息，该信息包括头皮，静止姿态和引导曲线，此时需要对读入的数据转换为完整毛发信息，并进行渲染；

渲染场景通常包括一些存储，渲染节点，也可能包含一些加速器。节点从存储中请求数据。他们可以使用加速器来避免返回到中心化复制。在某些时候，数据传递可能会使i/o请求不堪重负；

具体的，通过缓存头发的静止姿态来解决这个问题，使用动画引导曲线和头皮网格来设置最后的头发。数据放大工作流中，可以采用100mb的静止姿势并生成需要100gb或以上的头发数据，而无需付出i/o成本，避免了i/o产生的性能瓶颈，i/o性能瓶颈，读取100g的数据与压缩后100m的数据相差1000倍；

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于usd系统的毛发数据转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1：定义毛发模式需要的数据属性，定义数据包括：静止姿势，点、拓扑和宽度属性；引导曲线，用于模拟使用；头皮数据，用来约束头发的头皮表面关系，将上述数据定义为图式插件；

s2：通过生成模式将图式插件生成相应的标记、类以及原理图文件，然后重新编译usd文件；

s3：此时usd系统已经被更新，文件中能够获取到毛发的数据，也能够写入数据到usd文件中；

s4：maya软件中的usd插件能够读取并渲染该usd的毛发信息，该信息包括头皮、静止姿态和引导曲线，此时对读入的数据转换为完整毛发信息，并进行渲染，完成转换。

2.根据权利要求1所述的一种基于usd系统的毛发数据转换方法，其特征在于，所述s1中，模拟使用的数据还包括关键头发数据和sim曲线的关系。

3.根据权利要求1所述的一种基于usd系统的毛发数据转换方法，其特征在于，所述s4中对读入的数据转换包括以下步骤：通过缓存头发的静止姿态，并使用动画引导曲线和头皮网格设置最后的头发，数据放大工作流中，采用100mb的静止姿态并生成需要100gb或以上的头发数据。

技术总结
本发明提供一种基于USD系统的毛发数据转换方法，包括以下步骤：S1：定义毛发模式需要的数据属性，定义数据包括：静止姿势，点、拓扑和宽度属性；引导曲线，用于模拟使用；头皮数据，用来约束头发的头皮表面关系，将上述数据定义为图式插件；S2：通过生成模式将图式插件生成相应的标记、类以及原理图文件，然后重新编译USD文件；S3：此时USD系统已经被更新，文件中能够获取到毛发的数据，也能够写入数据到USD文件中；S4：Maya软件中的USD插件能够读取并渲染该USD的毛发信息，该信息包括头皮、静止姿态和引导曲线，此时对读入的数据转换为完整毛发信息，并进行渲染，完成转换。本发明能够利用USD在不同dcc软件中传递毛发数据。

技术研发人员：赵锐;侯志迎
受保护的技术使用者：江苏原力数字科技股份有限公司
技术研发日：2020.09.10
技术公布日：2020.10.23