CN102663799B - 用于利用创作系统创建可播放场景的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用创作系统来创建可播放场景的过程，所述过程包括以下步骤：‑显示(100，110，120)三维创作场景，所述三维创作场景包括显示于其上的对象的表征，所述对象的表征之一为三维体验场景；‑在用户动作时，将显示在所述创作场景中的一些所述对象的表征移位(230)至所述体验场景；‑在用户动作时，组织(260)所述体验场景中的所移位的对象的表征。

Description

用于利用创作系统创建可播放场景的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于使用计算机系统来创建可播放内容的创作工具(authoringtool)的领域，该可播放内容诸如是三维场景、视频游戏、虚拟现实、仿真等。
背景技术
已知创作系统(authoring system)包括容许作者在仿真世界中配置对象的工具集(a collection of tools)，该仿真世界诸如是三维(3D)场景或视频游戏。作者能够例如配置对象，例如指定对象的寻常和不寻常的行为。创作系统提供的最终结果是可由最终用户播放的内容，最终用户例如是消费者或观众。典型地，此可播放的内容必须载入专用翻译器中。
通常，3D场景包括位于背景中的一个或多个3D对象，以创建图像或动画3D电影。这些3D对象和背景形成3D场景的图元(graphic element)。
3D场景还体现影响其外观的特征。第一类特征由可以用于如期望地在场景中创建不同效果的光源的类型和位置构成，不同效果诸如是对象上的镜面反射、阴影等。另一类特征包括3D场景的视点，该视点表征观察者的相关观察点并且可以视为通过相机所看到的，其可以在3D空间中被改变(人们也可以说视点被移动)以使得视点的改变修改场景如何呈现给观察者。
3D场景中的对象可以具有诸如颜色、纹理和/或材料成分的特征，它们影响对象和3D场景如何呈现给观察者。3D场景的表征(representation)是渲染(也称作3D渲染)的结果，渲染通常定义为根据描述图像或动画3D电影的数据生成图像，从而形成模型的过程。
用于创建3D场景的常规系统具体设计为用于该目的并且它们依赖于混合二维(2D)/3维用户界面。作者构建场景时沉浸于(immersed in)2D用户界面中，然后，作者切换至3D场景以体验3D场景，即以播放3D场景。2D用户界面是经典界面，例如，具有标准菜单条以及底部和侧边工具条的图形用户界面(或GUI)，工具条包含一组用户可选择的图标，每个图标与一个或多个操作或功能关联。
从而，在创建3D场景时，作者经常需要从2D用户界面切换至3D用户界面，以能够检查显示在3D场景中的结果是预期的结果。对于用户来说，这是麻烦的方法，因为其耗时并且不是人机工程学的。
此外，为了有效地生成3D场景，作者需要获得相当量的知识、训练和专门技术，以来回在2D与3D用户界面之间进行限制。结果，使用常规系统创建3D场景是慢且困难的过程。
此外，2D用户界面的工作区具有有限尺寸。结果，标准菜单条以及底部和侧边工具条功能的数量受到限制。因此，作者被迫在难以理解的复杂菜单与子菜单之间导航(navigate)；从而再次需要相当量的知识、训练和专门知识来设计可播放场景。
从而，根据以上简略地讨论的现存方案的局限，需要用于在创作系统中创建可播放场景的过程，该过程改善人机工程学并减小可播放场景的产生时间。
发明内容
在一个实施例中，本发明因此提供一种用于利用创作系统来创建可播放场景的过程，所述过程包括以下步骤：
-显示三维创作场景，所述三维创作场景包括显示于其上的对象的表征，所述对象的表征之一为三维体验场景；
-在用户动作时，将显示在所述创作场景中的一些所述对象的表征移位至所述体验场景；
-在用户动作时，组织所述体验场景中所移位的对象的表征。
在其它实施例中，根据本发明的利用创作系统来创建可播放场景的所述过程可以包括一个或多个以下特征：
-计算用于待显示在所述创作场景中的每一个所述对象的实例；并且其中，所述移位步骤还包括移位而不复制所述对象的表征；
-在用户动作时，对在所述三维创作场景中或所述三维体验场景中表征的对象的配置进行配置，对象的配置在从所述创作场景至所述体验场景移位时不发生改变；
-对象的配置包括所述对象与至少另一对象的行为；
-所述三维创作场景中的视点的改变相应地影响所述三维体验场景中的视点；
-所述三维创作场景中的视点与所述三维体验场景中的视点不相关；
-在用户动作时，显示所述创作场景中或所述体验场景中的用于对在所述创作场景中或所述体验场景中表征的对象进行配置的一组局部工具；
-显示用于配置所述三维创作场景或所述三维体验场景的一组全局工具；
-局部工具或所述全局工具是各自的表征被显示的对象；
-在所述组织步骤，所述视点进入所述体验场景，用于仅显示所述体验场景和在其上移位的所述对象的表征；
-在构建时间执行显示表征的步骤，并且在运行时间执行所述移位步骤和组织步骤；
-所述对象是三维建模的对象。
本发明还提出一种利用创作系统来创建可播放场景的计算机程序，包括用于使计算机执行本发明的过程的步骤的代码模块。
本发明还涉及一种计算机可读存储介质，其上记录有利用创作系统来创建可播放场景的计算机程序，所述计算机程序包括用于使计算机执行本发明的过程的步骤的代码模块。
本发明还涉及一种用于创建可播放场景的创作系统，所述创作系统包括用于实施本发明的过程的步骤的模块。
附图说明
现在将通过非限制性范例并参照附图描述具体化本发明的系统，其中：
图1是用于实现本发明的用于创建可播放场景的过程的流程图；
图2至10是根据本发明的用于创建可播放场景的过程的视图的范例；
图11是用于创建入口的方法的范例的示意性视图；
图12是适于实现本发明的客户工作站架构的示意性视图。
具体实施方式
本发明涉及用于利用创作系统来创建可播放场景的过程。可播放场景由作者创建。可播放场景是三维(3D)场景，最终用户被容许与该三维场景互动或播放该三维场景。根据本发明的过程包括给作者显示3D创作场景的步骤，3D创作场景为3D空间，在该3D空间中，作者收集和(可选地)配置为可播放场景的部分的对象。3D创作场景包括显示其上的对象的表征，对象的表征之一为三维体验场景(experience scene)。3D体验场景为3D空间，在该3D空间中，作者创建可播放场景，并且在该3D空间中，最终用户被容许播放所述可播放场景。该过程还包括在作者动作时，向体验场景移位一些显示在创作场景中的对象的表征。于是，仍然在作者动作时，组织显示在体验场景中的对象的表征。
根据本发明的过程有利地提供在3D创作场景(或创作用户界面)与3D体验场景之间的永久沉浸，其中，最终用户播放可播放场景，可播放场景是作者给最终用户设计的场景。实际上，3D体验场景是3D创作场景的对象并且其因此是3D创作场景的部分：结果，以无缝的方式在3D创作场景与3D体验场景之间来回。结果，作者能够保持沉浸在相同3D空间(创作空间)中，同时创建可播放场景，从而消除了对在传统创作2D用户界面与可播放场景之间切换的需要。换句话说，作者能够同时使用并观看创作和体验场景并以无缝方式从事该工作。
另外，根据本发明的过程提供可用于3D创作场景的无限3D空间，而不会损失用于体验的任何空间。由于以无缝方式在两个空间之间分离，所以这是可能的。有利地，用户具有用于放置工具和对象的不受限制的空间，这改善了用于创建可播放场景的人机工程学。
为解释，3D空间是坐标系定义的三维世界，坐标系通常为笛卡尔坐标。3D空间能够并入几何模型。顺便提及，存在描述三维空间的其它方式。
图1中示出了用于创建可播放场景的过程的流程图。需要注意，以下参照图1描述的过程涉及创建可播放场景的特定方式，特别是在步骤110-120对入口(portal)的计算。然而，所述过程的描述对于理解本发明将是有用的。
图1的过程粗略地分解为构建时间(包括步骤100、110、120)和运行时间(步骤200-260)。
构建时间特别包括处理步骤110-120，主要是专用于计算入口。这些步骤110-120优选地在构建时间期间发生，从而避免了重复。
在视频游戏中，“入口”的概念是公知的。入口经常用于优化对室内场景的过度渲染(典型地在绘制太多对象时)，但是入口也用于创建游戏中通过另一地方的门。重要的是，入口不仅是对场景的子部的渲染基本构图(也称为对纹理的渲染)：实际上，入口显示至场景的另一部分的真实窗口，使得显示于入口内的事物的透视图根据窗口外的相机视点而改变。入口的概念容许将对象从入口的一侧移位至入口的另一侧。
图1描绘的过程以3D创作场景的显示100开始。3D创作场景是3D场景，其中，作者聚集并(可选地)配置将为可播放场景的部分的对象。3D场景定义为其中装载有对象的3D仓库空间(repository space)。
接下来，在步骤110，计算用于创建3D体验场景的对象的实例。此对象包括用于指定诸如背景、照明等的3D体验场景的数个特征的必须的指令。用于创建3D体验场景的对象的例示如本领域已知地执行。
一旦用于创建3D体验场景的3D对象被例示，其表征就能够显示在3D创作场景中(步骤120)。3D体验场景是创作场景的对象，并且其因此是3D创作场景的部分：作者能够有利地以无缝方式在3D创作场景与3D体验场景之间来回。通过经过入口能够实现这个。换句话说，相机能够从3D创作场景导航至3D体验场景。
3D体验场景的表征经由创建在3D创作场景中的入口效应显示在3D创作场景中。对象能够例示于3D创作场景中并被从3D创作场景移位至3D体验场景，并从而被通过入口观看。
现在参照图11，描绘了用于创建入口的方法。图11描绘的方法依赖于对从严格相同的视点的3D创作1110和体验1120场景的渲染，每个场景具有其自己的RGB缓冲器，该RGB缓冲器存储RGB(红、绿、蓝)颜色模型的信息。
3D体验场景与掩蔽图(mask)(或入口掩蔽图)1130组合，以提供3D体验场景1140的限制的视图；换句话说，仅能够看见3D体验场景的部分。通过逐个像素地将3D体验场景1120的表征与掩蔽图1130的表征相乘，可以获得3D体验场景1140的限制的视图。
3D创作场景1110也与相同的掩蔽图1130组合以获得具有空(或黑色)区域1152的3D创作场景1150，该空区域对应于掩蔽图1130的(白色)区域1132。从而修改了3D创作场景1110的表征，并且可以通过逐个像素地以3D创作场景1110的表征减去掩蔽图1130的表征来获得此修改。
最后，通过将3D体验场景1140的限制的视图的像素与修改的3D创作场景1150的像素相加，创建了3D创作场景的表征，该3D创作场景上经由入口效应显示有3D体验场景的表征。
图2示出了图1的过程的步骤100-120的结果的图形用户界面(或GUI)中的视图的范例。GUI具有标准菜单条2010以及底部和工具条2020。该菜单和工具条包含一组用户可选择图标2012、2014，每个图标与一个或多个操作或功能关联，例如用于促进显示在GUI中的3D创作场景2000的3D取向。GUI还显示作者使用的以在GUI中执行动作的光标2040(具有手的总体形状)，该动作例如是选择一功能。光标可以经由诸如键盘、鼠标、探针等的触觉装置操作。在变形中，作者也可以经由显示GUI的触敏屏在GUI中执行动作。
3D创作场景2000包括入口2100，其中，显示3D体验场景2200的表征。3D体验场景可以包括其上缺席显示的一个或数个对象，例如电冰箱2210。重要的是，3D创作场景中的视点的变化相应地影响3D体验场景中的视点：实际上，入口2100显示至另一场景2200的另一部分的真实窗口，使得显示在入口内的事物的透视图根据入口外的视点(即根据3D创作场景的视点)而改变。
另外，3D创作场景2000还可以包括用于配置三维创作场景或三维体验场景的一组全局工具。这些全局工具可以与一个或多个操作或功能关联，一个或多个操作或功能诸如是但不限于触发2032可播放场景、保存2034体验场景、在对象库中搜索2038待显示的对象、进入2036 3D体验场景、或促进2050显示在GUI中的3D创作场景2000的3D取向。进入3D体验场景意指作者仅看到体验场景。换句话说，三维创作场景中的视点和三维体验场景中的视点是不相关的。
实践中，全局工具2032、2034、2036、2038是其各自的表征显示在3D创作场景中的对象。优选地，这些对象是3D创作场景的部分，并且它们因此在显示创作场景时被例示，即在构建时间100-120期间被例示。顺便提及，全局工具也可以显示在3D体验场景中，典型地在进入体验场景之后。
全局工具也可以提供一组子功能，如图3示例的。作者通过对全局工具2050进行作用(例如通过利用光标2040点击全局工具)来选择全局工具2050，并且然后，全局工具示出包括一组用户可选择的功能2062-2068的菜单2060。形成菜单2060的每个用户可选择的功能2062-2068可以是其表征显示在3D创作场景中的对象。
返回参照图1，获得了用于创建可播放场景的过程的构建时间(100-120)，并且现在参照图2-10讨论过程200-260的运行时间。
在步骤200，作者选择待表征在3D创作场景中的对象。这里，对象的各种选择方案是可用的，包括在作者动作时通过对象的组的列表进行选择或通过直接显示在创作场景中的一组对象的表征进行选择。由于诸如组合框、图标、专门命令或右击等的任何种类的用户界面，所以可以执行任何选择方案。
优选地，经由提供一组对象的搜索工具2038执行对象的选择，如图4示例的。在提出的范例中，作者在搜索工具中输入标识信息，其用于标识请求的对象(例如“品红”)。响应于标识信息的输入，搜索工具显示一组对象2300。显示的对象实际上是存储在诸如数据库的仓库中的对象。为此目的，搜索工具可以使用数据库的相关性质用于标识仓库中与标识信息相关的所有对象。一旦标识了对象，则它们的表征就显示在3D场景中：示出了一组对象2300的表征。最终，作者选择它们想要在3D创作场景中表征的对象。
另外，可以预计算每个对象的表征。这减少计算时间。预计算表征是可能的，至少对于预期要在仓库中重复使用的一些表征来说是如此。可以非即时(off the fly)地计算该预计算的表征，并且可以将其进行存储以便访问。如果要显示给定的表征，则首先在已经存储的表征中对其进行搜索，如果不存在待显示的表征，则将对其进行计算。
返回参照图1，一旦作者选择了对象，则计算选择的对象的实例(步骤210)。如本领域已知地执行实例的计算。
然后，在3D创作场景中显示选择的对象的表征(步骤220)；这就是说显示例示的对象的表征。
实践中，对象是三维建模的对象。3D建模的对象是3D空间中的对象的描述。3D建模的对象根本上参照规范，根据该规范生成几何结构。3D建模的对象从而是描绘3D对象的算术描述，即3D空间中的点集，由诸如三角形、线、曲面等各种几何实体联接。3D建模的对象由3D建模的对象的3D表征来表征。
图5示例步骤220的显示。用户选择搜索引擎提供的对象2302(豹)，如图4所示。已计算此选择的对象的实例并且此对象的表征2400显示在3D创作场景中。对象2400的表征为3D表征，因为选择的对象是豹的3D建模的对象。值得注意的是，仍然显示选择的对象2302，即使在对象2400的表征显示在3D创作场景上时。从而，选择相同对象2302数次、计算选择的对象的实例、并显示类似于对象2400的表征的数个表征是可能的。
可以数次顺序地执行对象的选择、选择的对象的实例的计算、以及选择的对象的显示的步骤(200、210、220)。以此方式，作者能够在创作场景中存储他们创建可播放场景所需的所有对象。有利地，3D创作场景给作者提供不受限制的空间用于临时存储对象并以最好的方式对它们进行组织(例如，通过对象尺寸或对象形状)，这改善用于创建可播放场景的人机工程学。
接下来，在步骤230，作者将显示在创作场景中的对象的表征移位至体验场景。优选地，可以通过数种方式来执行对象的移位，例如通过使用所谓的“拖放(drag and drop)”技术。替代地，通过采用称作“剪切”和“粘贴”的类似的常规技术，能够实现相同的结果。
重要的是，当对象从3D创作场景移位至3D体验场景(以及相反)时，对象的实例不变化，因为移位的对象和3D体验场景是在公共(common)3D创作场景中例示的对象。另外，当对象从创作场景移动至体验场景或当对象从体验场景移动至创作场景时，不复制对象的表征(以及其实例)。换句话说，移动对象的单个实例，而不从一个场景复制至另一场景。
有利地，这使得将对一个场景创建的编码块与另一场景共享容易，因为无需额外的计算，从而限制了运行本发明的过程的计算系统的计算资源(随机存取存储器、计算机处理单元)的消耗。
现在参照图6，新的对象2402表征在3D创作场景2000上。作者已经对与标识信息“车”相关的对象执行了搜索，并且用户正选择对象2304。
参照图7，作者已经选择了现在表征2406在创作场景中的对象2304。用户也开始对象2402从3D创作场景2000至3D体验场景2200的移位：对象现在位于3D体验场景中并且不再属于3D创作场景。
一旦对象2402位于3D创作场景中，则用户此外触发一组局部工具2460的显示。这些工具称作局部工具是因为它们专用于仅一个对象2402的配置。这些工具的显示可以如本领域已知地实现，例如通过在光标在对象上时对触觉装置执行右击来实现。局部工具2460提供一组用户可选择的功能2462-2468，它们可以与关于图3讨论的用户可选择的功能2062-2068相同。类似地，该组局部工具2460的每个用户可选择的功能2462-2468可以是其表征显示在3D创作场景中的对象。此外，如图7描绘的，局部工具2460也能够显示在3D体验场景中。此外，在对象在3D体验场景中时，也可以调用该组工具。
参照图8，对象2402现在沉浸于3D体验场景2200中，即，移位完成。换句话说，对象2402已经落入3D体验场景中。
应当理解，可以预期对象的表征的相反移位，即将位于3D体验场景中的对象移位至3D创作场景。
除视点已经改变外，图9示出了与图8中相同的3D创作2000和体验2200场景。3D建模的对象2036、2050、2038、2400和2406的3D表征与图8中显示的那些相同，不过它们以新的视点示出。
现在参照图1，作者可能想修改在3D体验场景中移位的对象之一的位置或配置。
在步骤240，作者可以决定进入3D体验场景，以便他仅看到3D体验场景。为进入3D体验场景，作者可以触发由全局工具的对象2036表征的专用功能：视点进入体验场景，用于仅显示体验场景和在其上移位的对象的表征。3D创作场景中的视点和3D体验场景中的视点从而是不相关的。
图10示出了GUI中的视图的范例，其中，仅显示3D体验场景2200。作者完全沉浸在体验场景中，其意味着无论什么视点，作者将看不到入口和3D创作场景。作者通过触发图标2036表征的功能能够离开3D体验场景。人们理解图标2036a不是图2中描绘的对象2036：实际上，仅在作者能够在3D体验场景上移位对象2036时，对象2036才将是3D体验场景的部分。
接下来在步骤250，作者可以使用局部工具2460之一，以配置图10表征的对象2402。对象的配置涉及，但不限于，光源的类型和位置、颜色、纹理和/或材料组分，它们影响如何对对象进行渲染，对象的配置还涉及对象的行为等。对象的行为包括在播放可播放场景时，将容许用户对对象执行的动作。行为还可以定义对象和至少一个其它对象之间的互动。例如，如果对象靠近电冰箱2210，则其门可以打开。
于是，在步骤260，作者组织3D体验场景中的对象的移位表征，以创建可播放场景。组织意指在3D体验场景中移位的对象的表征根据作者的计划布置。组织特别涉及3D体验场景中对象的位置，但是也可以涉及它们的配置和行为。
应当理解，前述方法能够应用于能够通过CAD/CAM/CAE系统或用于显示来自变化的视点的对象的视图的任何系统定义的任何配置中的任何对象。本发明可以实施于数字电子电路中，或计算机硬件、固件、软件中，或其组合中。本发明的设备可以实施于可触摸地具体化于机器可读的存储装置中的用于由可编程处理器执行的计算机程序产品中；并且本发明的方法步骤可以由可编程处理器执行，通过操作输入数据并生成输出，可编程处理器执行指令程序以执行本发明的功能。
本发明可以有利地实施于可在可编程系统上执行的一个或多个计算机程序中，所述可编程系统包括：耦合以从数据存储系统接收数据和指令并将数据和指令发送至数据存储系统的至少一个可编程处理器；至少一个输入装置；以及至少一个输出装置。应用程序可以实施于高级程序性或对象取向的编程语言中，或在期望的时候，实施于汇编或机器语言中；并且在任何情况下，语言可以是已编译语言或翻译语言。
图12示出了客户计算机系统，例如用户的工作站。客户计算机包括连接至内部通信总线(BUS)1200的中央处理单元(CPU)1201、也连接至该BUS的随机存取存储器(RAM)1207。客户计算机还设置有图形处理单元(GPU)1211，其与连接至BUS的视频随机存取存储器1210关联。视频RAM 1210在本领域已知为帧缓冲器。大容量存储装置(mass storagedevice)控制器1202管理对诸如硬驱动器1203的大容量存储器装置的访问。适合于可触摸地具体化计算机程序指令和数据的大容量存储器装置包括所有形式的非易失性存储器，包括例如半导体存储器装置，诸如EPROM、EEPROM、以及闪存装置、诸如内部硬盘和移动盘的磁盘；磁光盘；以及CD-ROM盘1204。任何前述装置可以由专门设计的ASIC(专用集成电路)补充或并入于专门设计的ASIC中。网络适配器1205管理对网络1206的访问。客户计算机也可以包括诸如光标控制装置、键盘等的触觉装置1209。光标控制装置用于客户计算机中以容许用户选择性地在显示器1208上任何期望的位置定位光标。另外，光标控制装置容许用户选择各种命令，并输入控制信号。光标控制装置包括用于至系统的输入控制信号的许多信号生成装置。典型地，光标控制装置可以是鼠标、用于生成信号的鼠标的按钮。
已经描述了本发明的优选实施例。应当理解，可以不脱离本发明的精神和范围进行各种修改。因此，其它实施在以下权利要求的范围内。

Claims (13)

1.一种用于利用创作系统来创建可播放场景的过程，所述过程包括以下步骤：
-显示(100，110，120)三维创作场景，所述三维创作场景包括显示于其上的对象的表征，所述对象的表征之一为三维体验场景；
-在用户动作时，将显示在所述创作场景中的一些所述对象的表征移位(230)至所述体验场景；
-在用户动作时，组织(260)所述体验场景中的所移位的对象的表征。
2.如权利要求1所述的过程，还包括以下步骤：
-计算用于待显示在所述创作场景中的每一个所述对象的实例(210)；并且
其中，所述移位步骤还包括移位而不复制所述对象的表征。
3.如权利要求1至2中的任一项所述的过程，还包括以下步骤：
-在用户动作时，对在所述三维创作场景中或所述三维体验场景中表征的对象的配置进行配置，对象的配置在从所述创作场景至所述体验场景移位时不发生改变。
4.如权利要求3所述的过程，其中，对象的配置包括所述对象与至少另一对象的行为。
5.如权利要求1至2中的任一项所述的过程，其中，所述三维创作场景中的视点的改变相应地影响所述三维体验场景中的视点。
6.如权利要求1至2中的任一项所述的过程，其中，所述三维创作场景中的视点与所述三维体验场景中的视点不相关。
7.如权利要求1至2中的任一项所述的过程，还包括以下步骤：
-在用户动作时，显示所述创作场景中或所述体验场景中的用于对在所述创作场景中或所述体验场景中表征的对象进行配置的一组局部工具。
8.如权利要求7所述的过程，还包括以下步骤：
-显示用于配置所述三维创作场景或所述三维体验场景的一组全局工具。
9.如权利要求8所述的过程，其中，所述局部工具或所述全局工具是各自的表征被显示的对象。
10.如权利要求6所述的过程，其中，在所述组织步骤，所述视点进入所述体验场景，用于仅显示所述体验场景和在其上移位的所述对象的表征。
11.如权利要求1至2中的任一项所述的过程，其中，在构建时间执行显示表征的步骤，并且在运行时间执行所述移位步骤和组织步骤。
12.如权利要求1至2中的任一项所述的过程，其中，所述对象是三维建模的对象。
13.一种用于利用创作系统来创建可播放场景的装置，所述装置包括：
-用于显示(100，110，120)三维创作场景的单元，所述三维创作场景包括显示于其上的对象的表征，所述对象的表征之一为三维体验场景；
-用于在用户动作时，将显示在所述创作场景中的一些所述对象的表征移位(230)至所述体验场景的单元；
-用于在用户动作时，组织(260)所述体验场景中的所移位的对象的表征的单元。
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