专利名称：一种3d游戏视频拍摄系统及其方法
技术领域：
本发明涉及ー种3D游戏视频拍摄系统及其方法。
背景技术：
目前在计算机或视频游戏机运行的3D游戏，其部分或全部内部资源可由用户调用，并通过一定的接ロ对资源重组并创建成可由计算机实时演算和渲染来回放的视频。
发明内容
本发明可以通过在3D场景中布景、摆放角色、道具、调整摄像机、记录各类关键帧，对创建的游戏视频进行实时预览，调整，演算，使游戏视频拍摄更加高效、实时和互动，解决游戏视频制作周期长的问题。本发明公开了ー种3D游戏视频拍摄系统，其包括场景编辑模块、时间轴编辑模块和后期处理模块，其中场景编辑模块包括角色编辑子模块、道具编辑子模块和摄像机调整子模块，时间轴编辑模块包括关键帧编辑子模块，后期处理模块用于通过图形图像处理技术调整画面。优选地，角色编辑子模块包括角色组装功能部件，其用于自由组合角色的部件，快速创建角色。优选地，时间轴记录有一个或多个关键帧以及关键帧被触发的时间点，任ー时间3D场景效果的预览以及各类关键帧的编辑均通过时间轴进行，以实现角色与摄像机的运动、运行实时演算和生成3D游戏视频，关键帧记录了一操作以及与这个操作相关的数据，当关键帧被触发时该关键帧所附帯的操作被执行。优选地，根据上述的3D游戏视频拍摄系统，其中关键帧编辑子模块包括以下功能部件角色关键帧、角色群组、摄像机位移关键帧，其中角色群组为角色主模的ー个或多个复制体，每ー复制体拷贝角色主模的所有关键帧和外形，复制体与角色主模在空间的位置不同，摄像机位移关键帧记录摄像机的位置、广角以及摄像机Y轴绕X轴的旋转角度。优选地，角色关键帧功能部件进ー步包括角色位移关键帧、角色动作关键帧、角色表情关键帧、角色绑定关键帧。优选地，角色位移关键帧角色位移关键帧记录角色的空间坐标、实现角色的位移、旋转和缩放，角色动作关键帧记录角色的身体动作，实现角色的动作回放，角色表情关键帧记录角色的表情动作，实现角色的表情回放，角色绑定关键帧处理角色与角色之间的依赖关系，在预设的一段时间内把角色绑定到另ー个角色上。优选地，角色动作关键帧包含至少ー种预设的或由用户自定义的骨骼动作数据，所述骨骼动作数据包含逆向运动(IK)骨骼和/或前向运动(FK)骨骼，其中IK骨骼包括骨骼约束和IK骨骼控制，含有IK骨骼控制的角色动作关键帧通过IK技术记录IK主骨骼与IK根骨骼的相对位移，含有FK骨骼控制的角色动作关键帧记录角色的子骨骼相对于父骨骼的旋转。
本发明还公开了ー种3D游戏视频拍摄的方法，其包括以下步骤
在游戏的3D地图中调用场景、角色、道具和可自由控制的拍摄镜头；摆放和编辑角色和道具；在时间轴上编辑关键帧；以及进行后期处理。优选地，在时间轴上编辑关键帧的步骤进一歩包括编辑角色位移关键帧、编辑角色动作关键帧、编辑角色表情关键帧、编辑角色绑定关键帧。优选地，编辑角色位移关键帧包括记录角色的空间坐标，旋转，缩放，实现角色的移动，编辑角色动作关键帧包括记录角色的身体动作，实现角色的动作回放，记录角色的身体动作的步骤包括调用至少ー种预设的或由用户自定义的骨骼动作数据，所述骨骼动作数据包含逆向运动(IK)骨骼和/或前向运动(FK)骨骼，其中IK骨骼包括骨骼约束和IK骨骼控制，含有IK骨骼控制的角色动作关键帧通过IK技术记录IK主骨骼与IK根骨骼的相对位移，含有FK骨骼控制的角色动作关键帧记录角色的子骨骼相对于父骨骼的旋转，编辑角色表情关键帧包括记录角色的表情动作，实现角色的表情回放，编辑角色绑定关键帧包括处理角色与角色之间的依赖关系，在预设的一段时间内把角色绑定到另ー个角色上。根据本发明的3D游戏视频拍摄系统及其方法，可应用于个人计算机、视频游戏机、便携式数字设备(例如便携游戏机或智能手机)或任何合适的数字设备。
具体实施例方式本发明的3D游戏视频拍摄系统可以通过游戏插件的方式设置在具体游戏中。3D游戏视频拍摄系统的ー实施例中，包括场景编辑模块、时间轴编辑模块和后期处理模块，其中场景编辑模块可包括摄像机调整子模块、道具编辑子模块和角色编辑子模块。摄像机调整子模块可实现摄像机的基本控制，可包括允许自由控制镜头、显示焦距和记录摄像机位置。自由移动摄像机模式下，可以使用计算机键盘上特定的键，例如分别使用W、S、A、D、Q、E来前后左右上下来移动摄像机，并用例如“ + ”、来控制移动速度，而鼠标可用于旋转摄像机；对于显示焦距，可使用鼠标滚轮调整焦距距离，在景深状态下可以产生焦距处清晰，其他地方慢慢模糊的效果，同时可使焦距方向旋转；对于记录摄像机位置，取消自由控制镜头时，自动记录在自由控制镜头的最后位置。本实施例可提供摄像机的进ー步编辑功能子模块，以实现可视距离、广角、傾斜、自由移动摄像机的速度的调整和设置场景动画。在道具编辑子模块中，可以选择加载添加到场景的道具和资源，例如地图资源、模型资源和特效资源，并在放置时进行上下左右的水平移动、水平旋转以及按比例缩放。在角色编辑子模块中，可以选择加载添加到场景的角色，角色编辑可可包括对模型、材质、修改贴图细节、随身道具、动作和表情等的操作。对于时间轴编辑模块，时间轴是关键帧的载体,时间轴记录了关键帧在哪个时间点被触发。通过时间轴可以方便的预览任一时间的3D场景效果，以及创建、修改、删除各类关键帧，实现角色与摄像机的运动、运行实时演算和生成3D游戏视频，关键帧记录了一操作以及与这个操作相关的数据，当关键帧被触发时该关键帧所附帯的操作被执行。本实施例提供有时间轴编辑面板，时间轴上10帧为I秒。通过更改时间轴上关键帧距离即可改变摄像机、角色的运动速度。其中所有信息都是以关键帧保存的。优选地，面板具体功能可包括以下部分，
5时间轴滑块显示播放位置，也可以直接拖动播放定位修改，还可以配合快捷键移动复制关键巾贞;
拖动更新摄像机在不勾选的情况下拖动时间轴滑块只能看见角色的位置变化和动作。勾选可以同时显示摄像机变化，更完整直观的预览时间轴动画的最終效果；
直条直观显示角色单次动作时长；
从头播放每次按播放都从第一帧开始播放整个时间轴动画；
播放播放时间轴动画；
帧数表示框显示当前时间轴滑块所在帧位置；
时间轴标尺拖动可快速转进到其他帧；
保存保存当前时间轴动画(镜头、角色动画、前两种的综合);
读取读取已经保存的时间轴动画；
清除清除当前时间轴所有数据。时间轴编辑模块包括关键帧编辑子模块，关键帧编辑子模块可包括以下功能部件摄像机位移关键帧、角色关键帧、角色群组。对于摄像机位移关键帧，该3D游戏视频拍摄系统可采用所见即所得的操作手法，即在用户调整好的位置设置关键帧，然后在更换镜头位置再添加ー个关键帧，系统会自动生成摄像机运动曲线或直线。可以手动更改摄像机关键帧的插值类型曲线、直线，分别生成动态变化的镜头和均匀变化的镜头，并可以直观的通过运动轨迹曲线判断摄像机效果。摄像机位移关键帧记录摄像机的位置、广角以及摄像机Y轴绕X轴的旋转角度。对于角色关键帧，其进ー步可包括角色位移关键帧、角色动作关键帧、角色表情关键帧、角色绑定关键帧。对于位置关键帧，通过在在时间轴的两点设置不同的位置为关键帧即可出现位移、旋转、缩放等效果。位置关键帧信息可包含地面贴合、角色显示、绝对世界坐标、模型大小、面向和倾斜。其中，地面贴合模型在位移过程中是否与地面贴合，在人物正常运动时候勾选更逼真。在御剑飞行的特殊情况取消地面贴合。角色显示取消勾选角色消失，可以通过此做特写分镜，也可以做出角色不断消失显现的幻影镜头。绝对坐标角色所在的地图的绝对位置。角色的动作关键帧包含角色的各种骨骼动作数据，可以更改播放速度，可以分开上下半身组合动作或全身动作，其中上下肢动作可以分别添加上身和下身动作来组合新动作，比如坐着喝酒，全身动作优先级最高，会覆盖分开的上下身动作关键帧。对动作关键帧的编辑还可包括关键字过滤其可以快速找到想要的动作，例如轻功动作过滤冲、左、右、退、跳、扶摇；循环和单次分别指动作重复播放和单次播放，定格在最后的动作不动。选择好以上的各种參数就可以添加动作关键帧了。角色动作关键帧包含至少ー种预设的或由用户自定义的骨骼动作数据，所述骨骼动作数据可包含前向运动(FK)骨骼和/或逆向运动(IK)骨骼，其中FK骨骼通过对骨骼的细微调整做出个性的动作，要调整角色达到某个姿态，需要逐个对所关联的骨骼的转动角进行调节。在IK骨骼里，要达到相同的效果，只需要拖动末端的骨骼。举个例子，假如要做一个手臂向前平举的动作，在FK里需要调节肘部和肩膀两个骨骼来实现，而在IK里，则只需要把IK根骨骼设置为肩部，然后拖动手腕到正前方，即可实现手臂向前平举的效果。IK骨骼包括骨骼约束和IK骨骼控制，第一歩生成骨骼约束，由于任何动物的骨骼都是有转动限制的(不可能360度全方位转动)，所以为了防止出现诡异的姿态。所以要给这些骨骼一定的约束。第二步添加IK骨骼控制，就像添加FK骨骼控制一祥，要进行IK骨骼调节，也需要把某个骨骼加入到IK控制表里。含有IK骨骼控制的角色动作关键帧通过IK技术记录IK主骨骼与IK根骨骼的相对位移，含有FK骨骼控制的角色动作关键帧记录角色的子骨骼相对于父骨骼的旋转。表情关键帧记录角色的表情动作，实现角色的表情回放。对于角色绑定关键帧，其用于解决角色与角色之间的依赖关系，在某一段时间内把角色绑到另一个角色上，例如把人绑定在马上，实现骑马。关于角色群组，其用于制作需要大量相同角色的场景，例如含有数十、数百、甚至数千以上角色的战斗场面。其中角色群组为角色主模的ー个或多个复制体，每ー复制体拷贝角色主模的所有关键帧和外形，复制体与角色主模在空间的位置不同，摄像机位移关键帧记录摄像机的位置、广角以及摄像机Y轴绕X轴的旋转角度。由此可轻松地创建宏大的场面。后期处理模块用于通过图形图像处理技术调整画面，优选地，其可使用DOF、HDR、BLOOM、GODRAY, HSI 等技术。
权利要求
1.ー种3D游戏视频拍摄系统，其特征在于包括场景编辑模块、时间轴编辑模块和后期处理模块，其中 场景编辑模块包括角色编辑子模块、道具编辑子模块和摄像机调整子模块， 时间轴编辑模块包括关键帧编辑子模块， 后期处理模块用于通过图形图像处理技术调整画面。
2.根据权利要求I所述的3D游戏视频拍摄系统，其特征在于 时间轴记录有ー个或多个关键帧以及该关键帧被触发的时间点，任ー时间3D场景效果的预览以及各类关键帧的编辑均通过时间轴进行，以实现角色与摄像机的运动、运行实时演算和生成3D游戏视频， 关键帧记录了一操作以及与这个操作相关的数据，当关键帧被触发时该关键帧所附帯的操作被执行。
3.根据权利要求I所述的3D游戏视频拍摄系统，其特征在于关键帧编辑子模块包括以下功能部件角色关键帧、角色群组、摄像机位移关键帧，其中 角色群组为角色主模的ー个或多个复制体，每ー复制体拷贝角色主模的所有关键帧和外形，复制体与角色主模在空间的位置不同， 摄像机位移关键帧记录摄像机的位置、广角以及摄像机Y轴绕X轴的旋转角度。
4.根据权利要求3所述的3D游戏视频拍摄系统，其特征在于角色关键帧功能部件进一歩包括角色位移关键帧、角色动作关键帧、角色表情关键帧、角色绑定关键帧。
5.根据权利要求4所述的3D游戏视频拍摄系统，其特征在于 角色位移关键帧记录角色的空间坐标、实现角色的位移、旋转和缩放， 角色动作关键帧记录角色的身体动作，实现角色的动作回放， 角色表情关键帧记录角色的表情动作，实现角色的表情回放， 角色绑定关键帧处理角色与角色之间的依赖关系，在预设的一段时间内把角色绑定到另ー个角色上。
6.根据权利要求5所述的3D游戏视频拍摄系统，其特征在于角色动作关键帧包含至少ー种预设的或由用户自定义的骨骼动作数据，所述骨骼动作数据包含逆向运动(IK)骨骼和/或前向运动(FK)骨骼，其中IK骨骼包括骨骼约束和IK骨骼控制，含有IK骨骼控制的角色动作关键帧通过IK技术记录IK主骨骼与IK根骨骼的相对位移，含有FK骨骼控制的角色动作关键帧记录角色的子骨骼相对于父骨骼的旋转。
7.根据权利要求I所述的3D游戏视频拍摄系统，其特征在于角色编辑子模块包括角色组装功能部件，其用于自由组合角色的部件，快速创建角色。
8.—种3D游戏视频拍摄的方法，其特征在于包括以下步骤 在游戏的3D地图中调用场景、角色、道具和可自由控制的拍摄镜头；摆放、编辑角色和道具；在时间轴上编辑关键帧；以及进行后期处理。
9.根据权利要求8所述的3D游戏视频拍摄方法，其特征在于在时间轴上编辑关键帧的步骤进一歩包括编辑角色位移关键帧、编辑角色动作关键帧、编辑角色表情关键帧、编辑角色绑定关键帧。
10.根据权利要求9所述的3D游戏视频拍摄方法，其特征在于 编辑角色位移关键帧包括记录角色的空间坐标，旋转，缩放，实现角色的移动，编辑角色动作关键帧包括记录角色的身体动作，实现角色的动作回放，记录角色的身体动作的步骤包括调用至少ー种预设的或由用户自定义的骨骼动作数据，所述骨骼动作数据包含逆向运动(IK)骨骼和/或前向运动(FK)骨骼，其中IK骨骼包括骨骼约束和IK骨骼控制，含有IK骨骼控制的角色动作关键帧通过IK技术记录IK主骨骼与IK根骨骼的相对位移，含有FK骨骼控制的角色动作关键帧记录角色的子骨骼相对于父骨骼的旋转， 编辑角色表情关键帧包括记录角色的表情动作，实现角色的表情回放， 编辑角色绑定关键帧包括处理角色与角色之间的依赖关系，在预设的一段时间内把角色绑定到另ー个角色上。
全文摘要
本发明公开了一种3D游戏视频拍摄系统，其包括场景编辑模块、时间轴编辑模块和后期处理模块，其中场景编辑模块包括角色编辑子模块、道具编辑子模块和摄像机调整子模块，时间轴编辑模块包括关键帧编辑子模块，后期处理模块用于通过图形图像处理技术调整画面。通过在3D场景中布景、摆放角色、道具、调整摄像机、记录各类关键帧，对创建的游戏视频进行实时预览，调整，演算，使游戏视频拍摄更加高效、实时和互动，解决游戏视频制作周期长的问题。
文档编号H04N13/02GK102915553SQ20121033572
公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日
发明者杨林, 黄锦寿, 程安来 申请人:珠海金山网络游戏科技有限公司, 成都西山居互动娱乐科技有限公司