一种快速生成maya三维角色动画的方法及系统与流程

本发明属于动画制作，具体涉及一种快速生成maya三维角色动画的方法及系统。

背景技术：

1、传统的maya三维角色动画制作流程一般按照前期设计、角色模型制作、角色绑定制作、角色动画制作的线性方式进行。后续环节必须等前面环节完成才能进行。比如角色模型制作必须等前期设计完成，角色绑定必须等角色模型制作完成，角色动画必须等角色绑定制作完成。前期设计会给模型制作环节提供详细的设计效果图，其中包括角色的三视图、透视图和一些动作参考图，角色模型制作环节拿到这些设计图后，会找一个基础模型，通过拖拽模型点的方式，对模型进行修改。由于每个角色差异很大，传统移动模型点的方式修改模型工作量比较大，修改一个角色需要花费大量的时间。等角色模型修改完成后，绑定师会按照模型结构，添加一套身体骨骼，然后对每个骨骼关节绘制权重，这也是一个比较耗时的过程。等这些过程全部结束，才会给动画环节提供一个带绑定的角色文件。

2、实际三维动作制作中，有成千上万的三维角色需要制作，工作人员长期周而复始的进行着这些操作，这种线性的工作方式，严重影响整体制作速度。公开号为cn107657650a的发明专利公开了一种基于maya软件的动画模型角色绑定方法以及系统，身体骨骼系统绑定、面部骨骼系统绑定、角色动作修正相互独立，在动漫模型绑定的同时可以进行动画制作。虽然其在一定程度上可以加快动画生成速度，但整体来说还是依赖于传统的角色绑定，而传统的角色绑定是通过旋转各个关节来实现角色姿势的改变，虽然可以通过不同的姿势实现角色的走、跑、跳等动画，但无法去改变角色关节的位置，也无法改变每个关节的肌肉、脂肪变化，最终的还是会影响动画制作整体进度。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种快速生成maya三维角色动画的方法及系统，用于解决传统的线性制作流程带来的角色整体制作速度缓慢的问题。

2、本发明第一方面，公开一种快速生成maya三维角色动画的方法，其特征在于，所述方法包括：

3、创建一个基础身体模型；

4、基于基础身体模型创建万能人模型，包括通过骨骼结构控制实现不同身体比例调节，通过肌肉结构控制实现不同肌肉健壮度调节，并通过blendshape的方式进行脂肪厚度控制，实现不同胖瘦程度调节；

5、基于不同的前期设计分别调整万能人模型，生成对应角色的初步绑定文件；

6、基于初步绑定文件进行对应的角色模型制作，并生成对应的角色绑定文件，实现角色绑定制作；

7、基于初步绑定文件进行角色动画制作；

8、将对应的角色绑定制作结果和角色动画制作结果匹配，生成三维角色动画。

9、在以上技术方案的基础上，优选的，所述基于基础身体模型创建万能人模型时，为基础身体模型添加基础骨骼、基础肌肉和基础脂肪，所述基础骨骼通过左右对称复制骨骼结构的方式创建。

10、在以上技术方案的基础上，优选的，所述通过骨骼结构控制实现不同身体比例调节具体包括：

11、通过建立点约束的方式使骨骼移动的位置始终和控制器保持一致，进行基础骨骼的平移控制；

12、让父层级骨骼瞄准子层级骨骼的控制器，模拟基础骨骼的旋转运动；

13、当基础骨骼间的距离变化时，计算出当前距离和默认距离的比例，将所述比例作为父层级骨骼在骨骼生长方向的缩放值，进行基础骨骼的缩放控制。

14、在以上技术方案的基础上，优选的，当基础骨骼间的距离变化时，计算出当前距离和默认距离的比例，将所述比例作为父层级骨骼在骨骼生长方向的缩放值具体包括：

15、设骨骼默认长度为d，角色最外层缩放值为s，骨骼头部位置坐标为[x1,y1,z1]，骨骼尾部位置坐标为[x2,y2,z2]，则骨骼在骨骼生长方向的缩放值为：

16、

17、其中，s1为骨骼在骨骼生长方向的缩放值。

18、在以上技术方案的基础上，优选的，所述通过肌肉结构控制实现不同肌肉健壮度调节具体包括：

19、设计一种可以在4个方向进行单独缩放控制、并且可以进行整体缩放的次级控制体；其中，每个次级控制体包括用于在4个方向进行单独缩放控制的4个控制节点和一个用于进行整体缩放的控制节点；

20、为角色骨骼配置多个次级控制体，每个次级控制体跟随各个角色骨骼进行运动，形成完整的骨骼系统；

21、为每个次级控制体分配一个模拟肌肉结构的代理模型，用次级控制体控制对应的代理模型的缩放，通过代理模型的缩放模拟肌肉结构的变形，保存每个次级控制体的控制节点对应的权重。

22、在以上技术方案的基础上，优选的，所述基于不同的前期设计分别调整万能人模型，进行对应的角色模型制作，并生成对应的角色绑定文件，实现角色绑定制作具体包括：

23、在万能人模型的基础上，根据不同前期设计分别进行骨骼结构控制、肌肉结构控制和脂肪厚度控制，完成对应的角色模型制作；

24、基于角色模型制作结果中的各个代理模型和角色模型之间的对应关系，将每个次级控制体的控制节点对应的权重拷贝给角色模型对应的关节骨骼，生成角色绑定文件，实现角色绑定制作。

25、在以上技术方案的基础上，优选的，相邻的两个代理模型之间通过同一个次级控制体连接，所述同一个次级控制体在进行缩放控制时，相邻的两个代理模型跟随缩放；

26、通过次级控制体进行缩放控制时，基础身体模型的左右两侧通过对称复制的方式进行同步缩放控制。

27、本发明第二方面，公开一种快速生成maya三维角色动画的系统，所述系统包括：

28、基础模型创建模块：用于创建一个基础身体模型；

29、万能人模型创建模块：用于基于基础身体模型进行万能人模型制作，包括通过骨骼结构控制实现不同身体比例调节，通过肌肉结构控制实现不同肌肉健壮度调节，并通过blendshape的方式进行脂肪厚度控制，实现不同胖瘦程度调节；

30、初步绑定文件生成模块：用于基于不同的前期设计分别调整万能人模型，生成对应角色的初步绑定文件；

31、角色模型制作和绑定模块：用于基于初步绑定文件进行对应的角色模型制作，并生成对应的角色绑定文件，实现角色绑定制作；

32、角色动画制作模块：用于基于初步绑定文件进行角色动画制作；

33、角色动画生成模块：用于将对应的角色绑定制作结果和角色动画制作结果匹配，生成三维角色动画。

34、本发明第三方面，公开一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；

35、其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；

36、所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以实现如本发明第一方面所述的方法。

37、本发明第四方面，公开一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使计算机实现如本发明第一方面所述的方法。

38、本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

39、1)本发明基于基础身体模型制作万能人模型，万能人模型可以通过骨骼结构控制实现不同身体比例调节，可以通过肌肉结构控制实现不同肌肉健壮度调节，并通过blendshape的方式控制角色的脂肪层，实现不同胖瘦程度调节，快速调整三维模型，在该万能人模型的基础上，可以并行进行特定角色模型的制作、绑定和角色动画制作，最后将角色绑定制作和角色动画制作结果结合，快速生成三维角色动画，避免了重复搭建骨骼和绘制关节权重的重复劳动，加快整体制作速度；

40、2)本发明为角色骨骼配置多个次级控制体，每个次级控制体跟随各个角色骨骼进行运动，每个次级控制体可以在4个方向进行单独缩放控制，并且可以进行整体缩放，为每个次级控制体分配一个模拟肌肉结构的代理模型，用次级控制体控制对应的代理模型的缩放，通过代理模型的缩放模拟肌肉结构的变形，实现肌肉结构控制以自由调节不同肌肉健壮度，丰富模型表现力；

41、3)由于每个次级控制体的代理模型都是一个整体的，很方便的平均分配权重，可以解决权重太分散的问题，后续修改，只需要对代理模型和身体模型直接的关系进行修改，不需要去修改每个次级控制体的骨骼权重，且将每一个代理模型对应的权重拷贝给对应的关节骨骼就可以快速生成万能人绑定文件。