CN102750722B - 一种运动模型轨迹的生成方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运动模型轨迹的生成方法和系统，具体包括：在模拟空间中导入运动模型及地球静态模型，并根据所述模型起伏的表面生成所述地貌等高线图；选取轨迹点生成贝塞尔曲线；获取所述贝赛尔曲线的控制点以及离散点在地球静态模型中对应的经纬度信息；根据等高线图获取所述经纬度信息对应地表的地理高度；根据地理高度以及飞行物距地面的高度得到控制点以及离散点的空间高度信息；结合所述经纬度信息，得到所述控制点和离散点的空间参数；拟合得到运动模型轨迹，通过本发明，实现在地势起伏的地球模型表面快速生成与真实世界更相近的运动模型轨迹，达到了提高绘图效率，使动画效果与真实世界更相近，修改操作更方便的效果。

Description

一种运动模型轨迹的生成方法及系统

技术领域

本发明涉及数字图形及动画制作领域，尤其涉及一种运动模型轨迹的生成方法和系统。

背景技术

随着数字动画的迅猛发展，及在视频制作领域的广泛应用，在一些需要通过动画完成演示性的电视节目制作中，经常会出现飞行物在地球低空飞行的动作，比如观察地面形势的直升飞机。

但是在具体飞行物运行轨迹制作过程中，制作低空飞行物的飞行轨迹是一个非常复杂的工作，尤其是地貌复杂的模型表面，需要工作人员大量的工作量，不仅如此，做出的效果也与现实相差较大。

在现有技术中，地理信息制作系统常用的制作低空飞行物运动轨迹的方法增加飞行物的关键帧，通过改变关键帧上飞行物的空间位置来达到飞行效果的目的。在一些地貌简单的，比如平原地貌，尚可以通过此方法来达到低空飞行物的飞行效果。但节目制作过程中，往往需要飞行物在各类不同的地貌飞行，甚至有的地形非常复杂。在复杂地貌的表面近地飞行，如果也使用增加关键帧的方法来达到动画效果，显然需要增加大量的关键帧才能达到相对较好的效果。且动画效果做出来之后，针对不同地貌很难再做改变，没有重复利用的价值。很明显，现有技术解决此类低空飞行物的运动模型轨迹动画效果有如下问题：

(1)通过改变关键帧上飞行物空间位置来达到飞行的效果，如果地形相对复杂，工作量就会非常大，耗时长，效率低下；

(2)同样，仅通过增加关键帧的方法，在地形复杂的地表很难做出逼真的沿山势起伏的动画效果；

(3)当地貌发生变化时，利用现有技术所做出的运动模型轨迹很难修改，没有重复利用价值。

发明内容

本发明提供一种运动模型轨迹的生成方法和系统，实现在生成低空飞行物运行轨迹时，通过较少的人工操作就可以做出逼真的动画效果，且当地貌发生变化时，可以很方便的修改以适应新的地貌。

为了达到上述目的，本发明实施例一方面提供一种运动模型轨迹的生成方法，具体包括：

在所述模拟空间中获取至少两个轨迹点；

根据所述轨迹点生成贝赛尔曲线；

获取所述贝塞尔曲线控制点在所述地球静态模型中的经纬度值；

获取所述贝塞尔曲线离散点在所述地球静态模型中的经纬度值；

根据所述控制点经纬度值和离散点经纬度值及所述地貌等高线图，确定所述控制点及离散点在所述模拟空间中的位置值；

拟合所述控制点及离散点，生成运动模型轨迹。

本发明实施例另一方面提供了一种运动模型轨迹的生成系统，包括以下模块：

贝塞尔曲线生成模块，用于通过轨迹点生成贝赛尔曲线，获取所述控制点经纬度信息；

经纬度信息获取模块，用于获取控制点及离散点的经纬度信息；

空间位置参数生成模块，根据所述控制点经纬度值和离散点经纬度值及所述地貌等高线图，确定所述控制点及离散点在所述模拟空间中的位置值；

轨迹生成模块，用于拟合所述控制点及离散点，生成运动模型轨迹。

本发明通过导入地球静态模型，并根据地球模型起伏的表面生成地貌等高线图，选取轨迹点生成贝塞尔曲线，获取所述贝赛尔曲线的控制点以及离散点在地球静态模型中对应的经纬度信息，根据所述地貌等高线图及所述经纬度信息，得到所述控制点和离散点的空间参数，拟合得到运动模型轨迹，使得飞行物的轨迹沿地势起伏，使工作人员可以更简洁更精确的得到效果图，更加高效，且通过修改每个控制点的位置，飞行物的运动轨迹就可以随之变化，可以重复利用以适应不同的地貌。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一运动模型轨迹生成方法的流程图；

图2是本发明实施例一的贝塞尔曲线示意图；

图3是本发明实施例二的系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例一提供了一种运动模型轨迹的生成方法，包括，在模拟空间中导入运动模型及地球静态模型，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S101，通过轨迹点生成贝塞尔曲线；

在模拟空间中获取至少两个轨迹点，输入各个轨迹点，生成贝赛尔曲线。所述轨迹点置于地球静态模型的近地空间，即所述贝赛尔曲线在地球静态模型的近地空间。

步骤S102，获取所述控制点的经纬度信息；

对所述贝塞尔曲线进行平面编辑，在地球静态模型上确定各控制点的经纬度信息。具体如图2，其中Z轴与地面垂直，X、Y分别代表经线和纬线，控制点a、b、c、d各有对应的坐标，对应的a’(x、y)即为经纬度信息。

步骤S103，获取所述贝塞尔曲线的离散点的经纬度信息；

通过编辑所述贝塞尔曲线的平面路径，自动生成离散点的经纬度信息。

具体的，可使用GDI+(GDI是Graphics Device Interface的缩写，含义是图形设备接口，GDI+是GDI的升级版本)的GraphicsPath(图形路径)的GetPathData(获取路径数据)方法，直接获取离散点的数据信息。

步骤S104，生成所述控制点及离散点的空间参数；

每一个控制点及离散点都会在地球模型上有一个对应的经纬度信息，所以每个控制点及离散点都会在地面上对应一个相同经纬度信息的点，根据所述地貌等高线图查找这个点的地理高度即海拔高度；获取飞行物距离地面的高度信息，这个高度信息根据节目需要设定；将飞行物距离地面的高度和离散点对应地表点的地理高度相加得到所述控制点及离散点的空间高度信息。将此高度信息与离散点的经纬度相结合，生成此离散点的具体的三维空间参数。即，所述三维空间参数包括：经纬度信息和空间高度信息。

步骤S105，拟合所述离散点生成运行轨迹的动态模型。

本发明实施例二提供了一种动态模型的生成系统，包括，用于在模拟空间中导入运动模型及地球静态模型，如图3，具体包括以下模块：

模块201，贝塞尔曲线生成模块，用于通过轨迹点生成贝赛尔曲线，获取所述控制点经纬度信息，具体包括：

单元201a，轨迹点获取单元，用于在所述模拟空间获取至少两个轨迹点；

单元201b，曲线生成单元，用于根据所述轨迹点生成贝塞尔曲线。

模块202，经纬度信息获取模块，用于获取控制点及离散点的经纬度信息，包括：

单元202a，控制点经纬度信息获取单元，用于获取所述贝塞尔曲线控制点在所述地球静态模型中的经纬度值；

单元202b，离散点生成单元，根据所述贝赛尔曲线自动生成离散点；

单元202c，离散点经纬度信息获取单元，用于根据所述贝塞尔曲线的平面路径，获取所述离散点对应地球静态模型中的经纬度值。

模块203空间位置参数生成模块，根据所述控制点经纬度值和离散点经纬度值及所述地貌等高线图，确定所述控制点及离散点在所述模拟空间中的位置值，包括：

单元203a，地理高度值获取单元，用于根据所述控制点和离散点经纬度值及所述地貌等高线图，得到地球静态模型中与所述控制点和离散点经纬度值相应的地表点的地理高度值；

单元203b，距地表高度值导入单元，用于导入所述控制点和离散点距离地球静态模型中与所述控制点和离散点经纬度值相应的地标点的高度值；

单元203c，空间高度值生成单元，用于将所述地理高度值与所述高度值相加得到所述控制点和离散点在地球静态模型近地空间的空间高度值；

单元203d，空间位置参数生成单元，根据所述空间高度值结合所述经纬度信息，确定所述控制点和离散点在所述模拟空间中的位置值。

模块204轨迹生成模块，用于拟合所述控制点及离散点，生成运动模型轨迹。

本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下：

本发明实施例通过在地球近地空间构造贝塞尔曲线，获取贝塞尔曲线上的控制点以及离散点的经纬度信息，然后通过所述地貌等高线图(DEM)查找各个离散点对应的地表点地理高度信息，再加上设定的飞行物距地面的高度，得到每一个离散点的空间高度信息，通过每一个离散点的空间高度信息，使得飞行物的轨迹沿地势起伏，与真实世界效果更加相近，且效率也大幅度提高。并且，在动画需要修改的时候，只需要修改每个控制点的位置，飞行物的运动轨迹就可以随之变化，并且能够更好的与卫星运动相关联。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以可借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。

Claims (7)

1.一种运动模型轨迹的生成方法，包括，在模拟空间中导入运动模型及地球静态模型，所述地球静态模型具有起伏表面，并根据所述起伏表面生成地貌等高线图，其特征在于，包括以下步骤：

在所述模拟空间中获取至少两个轨迹点；

根据所述轨迹点生成贝塞尔曲线；

获取所述贝塞尔曲线的控制点在所述地球静态模型中的经纬度信息；

获取所述贝塞尔曲线的离散点在所述地球静态模型中的经纬度信息；

根据所述控制点经纬度信息和离散点经纬度信息及所述地貌等高线图，确定所述控制点及离散点在所述模拟空间中的位置值；

拟合所述控制点及离散点，生成运动模型轨迹。

2.如权利要求1所述运动模型轨迹的生成方法，其特征在于，获取所述贝塞尔曲线离散点在所述地球静态模型中的经纬度信息包括：

在所述贝塞尔曲线上自动生成离散点；

根据所述贝塞尔曲线的平面路径，获取所述离散点对应地球静态模型中的经纬度信息，所述平面路径指贝塞尔曲线的二维曲线。

3.如权利要求1所述运动模型轨迹的生成方法，其特征在于，所述根据所述控制点经纬度信息和离散点经纬度信息及所述地貌等高线图，确定所述控制点及离散点在所述模拟空间中的位置值包括：

根据所述控制点和离散点经纬度信息，在所述地貌等高线图中查找出与所述控制点和离散点经纬度信息相应的地球静态模型中地表点的地理高度值；

根据所述控制点和离散点距离地球静态模型中与所述控制点和离散点经纬度信息相应的地表点的高度值，将所述地理高度值与所述高度值相加得到所述控制点和离散点在地球静态模型近地空间的空间高度值；

根据所述空间高度值结合经纬度信息，确定所述控制点和离散点在所述模拟空间中的位置值。

4.一种运动模型轨迹的生成系统，其特征在于，包括：贝塞尔曲线生成模块、经纬度信息获取模块、空间位置参数生成模块、轨迹生成模块，其中，

所述贝塞尔曲线生成模块，用于通过轨迹点生成贝塞尔曲线；

所述经纬度信息获取模块，用于获取控制点及离散点的经纬度信息；

所述空间位置参数生成模块，根据所述控制点经纬度信息和离散点经纬度信息及地貌等高线图，确定所述控制点及离散点在模拟空间中的位置值；

所述轨迹生成模块，用于拟合所述控制点及离散点，生成运动模型轨迹。

5.如权利要求4所述运动模型轨迹的生成系统，其特征在于，所述贝塞尔曲线生成模块包括：

轨迹点获取单元，用于在所述模拟空间获取至少两个轨迹点；

曲线生成单元，用于根据所述轨迹点生成贝塞尔曲线。

6.如权利要求4所述运动模型轨迹的生成系统，其特征在于，所述经纬度信息获取模块包括：

控制点经纬度信息获取单元，用于获取所述贝塞尔曲线控制点在地球静态模型中的经纬度信息；

离散点生成单元，根据所述贝塞尔曲线自动生成离散点；

离散点经纬度信息获取单元，用于根据所述贝塞尔曲线的平面路径，获取所述离散点对应地球静态模型中的经纬度信息。

7.如权利要求4所述运动模型轨迹的生成系统，其特征在于，所述空间位置参数生成模块包括：

地理高度值获取单元，用于根据所述控制点和离散点经纬度信息及所述地貌等高线图，得到地球静态模型中与所述控制点和离散点经纬度信息相应的地表点的地理高度值；

距地表高度值导入单元，用于导入所述控制点和离散点距离地球静态模型中与所述控制点和离散点经纬度信息相应的地表点的高度值；

空间高度值生成单元，用于将所述地理高度值与所述高度值相加得到所述控制点和离散点在地球静态模型近地空间的空间高度值；

空间位置参数生成单元，根据所述空间高度值结合所述经纬度信息，确定所述控制点和离散点在所述模拟空间中的位置值。