CN102810210A

CN102810210A - 利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制系统及方法

Info

Publication number: CN102810210A
Application number: CN2012101733871A
Authority: CN
Inventors: 刘艳; 韩智攀
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2012-12-05

Abstract

本发明公开了一种利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制系统，该系统设置于上层的玩家和游戏开发人员界面与底层的Away3D Flash3D图形引擎和ActionScript3脚本之间的中间层，该系统包括3D开发的场景信息建立和脚本控制系统两部分，其中，所述场景信息建立涉及到了三个核心对象，即质点对象、二维向量和地图网格；所述脚本控制系统，包括脚本文本、脚本解析器、脚本对象、脚本管理器、触发控制器以及指令处理器。与现有技术相比，本发明利用脚本来控制动画，这种控制动画的方法方便快捷，因为这种方法不需要进行任何编程操作，只需要对动画进行命令输入，然后程序运用脚本生成动画。

Description

利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制系统及方法

技术领域

本发明涉及电脑动画设计领域，特别是一种三维动画的控制方法。

背景技术

在二维游戏领域里，Flash脚本技术已经十分成熟。但是在应用程序方面的游戏早已是三维的天下。三维的场景让玩家有更高的代入感和真实感，这是它的优势。游戏潮流的三维化已经是当前势不可挡的大趋势。如果能将三维应用集成于目前的Flash应用中，必然能让用户体验到更加震撼的效果。

区别于图形渲染，动画控制是三维技术中重要的一个组成部分。当前动画控制技术包括：基于运动学知识的运动序列设定，正向与反向的运动学技术运用，基于运动动力学的动画控制，采用运动捕获技术来达到控制动画的目的等技术。动画控制技术的应用在三维游戏中的体现得尤其重要。游戏中的动画一部分涉及到游戏对象的自身动作，在三维游戏中主要是通过骨骼动画实现；另一部分是游戏中对象的运动，大部分的游戏都会涉及到物体的运动。例如一个对象的巡逻，追逐，自动寻路等行为动作。游戏动画关系着角色实体的仿真动作，使得游戏具有更强的真实性和代入感。然而现有的动画控制技术只能形成简单的动作，无法达到游戏中物体动作的要求，并且目前还没有很好的方法来应用于flash开发之中。在具体的应用中，动作效果往往相对复杂，并且需要一定的智能性——例如给出运动的起点，使得客体在躲避障碍物的情况下找到最短路径或者触发某些机关，到达指定的终点。本发明针对这一点，将脚本控制运用到flash骨骼动画的控制当中，使得动画制作人员无需了解运动学及物理学即可获得真实的骨骼运动方式。使其工作精力集中在动画的创意创作上，而不是专注于动作的生成方法和过程。

发明内容

基于上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种利用flash脚本控制三维骨骼动画的方法，而骨骼动画相比顶点动画要求更高的处理器性能，但同时它也具有更多的优点，骨骼动画可以更容易、更快捷地创建。不同的骨骼动画可以被编辑在一起——例如，模型可以转动头部、射击并且同时也在走路。虽然说骨骼动画的创建方便快捷，但是将不同的骨骼动画结合在一起的过程较为困难。目前广泛应用的渲染引擎只能提供简单的骨骼动画，在具体应用中需要开发者按照需求进行组合。

本发明提出了一种利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制系统，该系统设置于上层的玩家和游戏开发人员界面与底层的Away3D Flash3D图形引擎和ActionScript3脚本之间的中间层，其特征在于，该系统3D开发的场景信息建立和脚本控制系统两部分，其中：

所述场景信息建立涉及到了三个核心对象，即质点对象、二维向量和地图网格；

所述脚本控制系统，包括脚本文本、脚本解析器、脚本对象、脚本管理器、触发控制器以及指令处理器，在该系统执行以下操作：

脚本文本在游戏场景被创建同时写入脚本解析器，经解析生成为脚本对象，所述脚本对象被输入到场景的脚本管理器中；所述脚本对象是一个包含触发器、执行指令和控制目标的实体；当某一条脚本对象进入脚本管理器时，对应的触发事件将被加入场景的触发控制器进行管理；对应的触发事件类向脚本管理器发出触发信号，脚本管理器根据触发信号将该脚本对象中触发事件所对应的响应指令输入指令处理器，指令处理器生成相应的指令并且负责每一帧更新指令列表中活动的指令以及该指令的执行。当一条指令被创建时，该指令首先将初始化自己的参数，获取场景信息；指令开始监听与指令相关联的事件，如果自己是一个复合指令，它同时初始化自己的子指令队列。最终指令将自己的状态置为等待。系统自动执行该指令完成指令所要完成的三维骨骼动画控制任务。

每条所述指令对应文件中的一个控制对象，但是一个场景中的对象同时受到多条指令的控制；活动的指令由它的父级指令进行更新，整个系统中的指令是一个树状的结构，指令处理器是这个树的根节点。

所述指令的执行，具体包括以下步骤：

当收到开始执行的消息后，初始化指令参数，即当前指令将被其父级指令加入更新队列，并将指令状态置为运行；开启监听线程；指令涉及的处理事件的相关处理函数由具体指令指定；将指令链接到相应的控制目标；执行当前指令或依次递归式地执行当前指令的子指令，将迭代地更新所有处于运行状态的子指令；执行过程中指令不停地更新，挑选当前应该执行的指令进行执行；判断当前指令及其子指令是否结束，向当前指令的父级指令发送指令结束的信息，同时将自己的状态置为僵尸态；父级指令接受到消息后将把该指令从指令队列中移除，从而失去对它的引用；至此，一条指令的生命结束。

所述指令在每一时刻将处于等待、运行、暂停、僵尸四个状态之一；其中，等待状态是在指令最初建立的时候设定的，一旦它的状态改变，它的状态不可能在被置为等待；同时，等待状态只可能改变为运行状态而不是其他的两个状态，运行状态和暂停状态可以相互转化，运行状态和暂停状态都可以转化为僵尸状态，但是僵尸状态的指令其状态不可能被改变。

本发明还提出了一种利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将指令和触发器拷贝到flash程序的工程文件夹下；在需要调用该方法的文件中引入两个库文件；如果是单纯的骨骼动画操作，在库文件中仅包含指令即可，如果需要用键盘对骨骼动画进行编辑，那么需要触发器来监听键盘的操作，从而对骨骼进行控制。

所述指令的执行，具体包括以下步骤：

当收到开始执行的消息后，初始化指令参数，即当前指令将被其父级指令加入更新队列，并将指令状态置为运行；开启监听线程；指令涉及的处理事件的相关处理函数由具体指令指定；将指令链接到相应的控制目标；执行当前指令或依次递归式地执行当前指令的子指令，将迭代地更新所有处于运行状态的子指令；执行过程中指令不停地更新，挑选当前应该执行的指令进行执行；判断当前指令及其子指令是否结束，向当前指令的父级指令发送指令结束的信息，同时将自己的状态置为僵尸态；父级指令接受到消息后将把该指令从指令队列中移除，从而失去对它的引用；至此，一条指令的生命结束。如权利要求1所述的利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制系统，其特征在于，所述指令在每一时刻将处于等待、运行、暂停、僵尸四个状态之一；其中，等待状态是在指令最初建立的时候设定的，一旦它的状态改变，它的状态不可能在被置为等待；同时，等待状态只可能改变为运行状态而不是其他的两个状态，运行状态和暂停状态可以相互转化，运行状态和暂停状态都可以转化为僵尸状态，但是僵尸状态的指令其状态不可能被改变。

与现有技术相比，本发明意在利用脚本来控制动画，这种控制动画的方法方便快捷，因为这种方法不需要进行任何编程操作，只需要对动画进行命令输入，然后程序运用脚本生成动画，所以使得非编程人员来说动画控制变得简单容易。而对于复杂的动画来说，脚本控制可以使得复杂的动画控制变得快捷，无需进行深入的动画控制的编程，只需要输入命令即可完成动画的制作。

附图说明

图1为本发明的系统层次结构示意图；

图2为本发明的脚本控制系统结构示意图；

图3为本发明的指令执行流程图示意图；

图4为本发明的指令状态转换示意图。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

如图1所示，本发明的利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制系统所在逻辑处理层结构示意图，该系统位于上层的玩家和游戏开发人员界面，与底层的Away3D Flash3D图形引擎和ActionScript3脚本之间的中间层，具体包括3D开发中的场景信息建立和脚本控制系统两部分。具体描述如下：

一、场景信息建立涉及到了三个核心对象：

a、质点对象的建立。专门对于物体的物理信息建立的对象，使得场景中的实体的运动更具有真实感，也使得游戏控制更加流畅。Away3D场景中的实体用的是Entity对象来表示的。一个Entity对象可以很好的描述一个物体的形状，位置，缩放和旋转。但是缺乏一些和游戏相关的物理信息，不方便于游戏的设计。质点对象与Away3D场景中的实体对象（Entity）的关系是一个聚合关系，每一个质点对象有且只有一个与之关联的实体对象，并且共用一个名称。

b、二维向量的建立。为了满足二维平面上的运算而加入到系统中的一个数据对象。它是一个数据结构，定义了与向量相关的变量和方法。

c、地图网格的建立。网格是地图的基本单位。每个场景都对应于一张二维游戏地图，而本发明对于地图的处理采用的方法是地图网格划分。如果只用像素坐标来对地图进行一个完整的描述虽然也是一种可行方案，但是会产生许多计算效率的问题。所以需要通过对地图进行网格划分来简化一些算法的计算，从而提高系统整体的效率。网格将地图划分为横纵若干格子，能简化地图表示。场景中的所有对象都有自己对应的网格位置。每个网格都有一个是否可通行的属性，表示该网格是否可以被场景中的活动对象通过。该属性可在构建场景中的时候生成，也可在游戏进行过程中动态改变，比如关闭一扇门将把这扇门所对应的网格置为不可通行。

二、脚本控制系统

如图2所示，该系统主要是处理输入的脚本，执行过程为：通过触发指令来产生相应的动作序列，结构脚本文本201是在游戏场景被创建的时候同时写入的。脚本文本被脚本解析器202进行解析，生成为脚本对象203（ScriptObject），并被输入到场景的脚本管理器204(ScriptManager)中。脚本对象是一个包含触发器、执行指令和控制目标的实体。当某一条脚本对象203进入脚本管理器204时，它对应的触发事件206将被加入场景的触发控制器(Trigger)205，由它进行管理。对应的触发事件类会向脚本管理器204发出触发信号，脚本管理器204根据触发信号将该脚本对象中触发事件所对应的响应指令输入指令处理器206，指令处理器207将生成相应的指令208，系统自动执行该指令完成指令所要完成的任务。

脚本对象的控制核心是指令处理器。所有的控制逻辑都在指令处理器中实现。每条指令对应一个控制对象，但是一个场景中的对象可以同时受到多条指令的控制。活动的指令由它的父级指令进行更新，整个系统中的指令是一个树状的结构，指令处理器是这个树的根节点。

指令处理器由脚本管理器直接管理，其实例在脚本管理器中是唯一的。它负责每一帧更新处于指令列表中活动的指令。当一条指令被创建时，这条指令首先将初始化自己的参数，获取场景信息，比如对所控制目标的信息捕获，但是此时并没有执行逻辑。指令开始监听与自己相关联的事件，如果自己是一个复合指令，它同时初始化自己的子指令队列。最终指令将自己的状态置为等待。

如图3所示，为指令执行的流程，包括以下具体步骤：

当收到开始的消息后，初始化指令参数，即当前指令将被其父级指令加入更新队列，并将状态置为运行，步骤301；开启监听线程，步骤302；开始监听时，指令涉及的处理事件，其相关处理函数由具体指令编写时指定，步骤304；

将指令链接到相应的控制目标（例如前面所述的场景信息），步骤303；并且，只要指令的状态不是暂停，就会在每一帧进行更新。执行当前指令，步骤305；判断当前指令是否有子指令，步骤306，如果有子指令，依次递归式地执行子指令，将迭代地更新所有处于运行状态的子指令，步骤307；如果没有子指令，则执行当前指令的逻辑，指令会不停地更新（期间可能发送消息由父级容器接受），步骤308；判断当前指令是否结束，步骤309，指令执行完成的情形。此时认为这条指令已经结束，它将向父级指令发送指令结束的信息，同时将自己的状态置为僵尸态。父级指令接受到消息后将把该指令从指令队列中移除，从而失去对它的引用。至此，一条指令的生命结束。

如图4所示，为指令状态转换示意图。指令在每一时刻将处于等待、运行、暂停、僵尸四个状态之一。等待状态是在指令最初建立的时候设定的，一旦它的状态改变，它的状态不可能在被置为等待。同时，等待状态只可能改变为运行状态而不是其他的两个状态，运行状态和暂停状态可以相互转化，运行状态和暂停状态都可以转化为僵尸状态，但是僵尸状态的指令其状态不可能被改变。

本发明的利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制系统及方法，在实际应用中，需按照以下步骤进行：

1、将指令集和触发器拷贝到工程文件夹下。

2、在需要调用方法的文件中引入两个库文件。如果是单纯的骨骼动画操作，包含指令集即可，如果需要用键盘对骨骼动画进行编辑，那么需要触发器来监听键盘的操作，从而对骨骼进行控制。可以在文件中调用两个文件夹的函数来完成以上操作。

3、进行编码测试，测试通过就可使用。

本方法适用于flash3D游戏开发人员，可以直接为游戏编码人员提供骨骼动画的控制脚本。

Claims

1.一种利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制系统，该系统设置于上层的玩家和游戏开发人员界面与底层的Away3D Flash3D图形引擎和ActionScript3脚本之间的中间层，其特征在于，该系统3D开发的场景信息建立和脚本控制系统两部分，其中：

脚本文本在游戏场景被创建同时写入脚本解析器，经解析生成为脚本对象，所述脚本对象被输入到场景的脚本管理器中；所述脚本对象是一个包含触发器、执行指令和控制目标的实体；当某一条脚本对象进入脚本管理器时，对应的触发事件将被加入场景的触发控制器进行管理；对应的触发事件类向脚本管理器发出触发信号，脚本管理器根据触发信号将该脚本对象中触发事件所对应的响应指令输入指令处理器，指令处理器生成相应的指令并且负责每一帧更新指令列表中活动的指令以及该指令的执行；当一条指令被创建时，该指令首先将初始化自己的参数，获取场景信息；指令开始监听与指令相关联的事件，如果自己是一个复合指令，它同时初始化自己的子指令队列；最终指令将自己的状态置为等待；系统自动执行该指令完成指令所要完成的三维骨骼动画控制任务。

2.如权利要求1所述的利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制系统，其特征在于，每条指令对应文件中的一个控制对象，但是一个场景中的对象同时受到多条指令的控制；活动的指令由它的父级指令进行更新，整个系统中的指令是一个树状的结构，指令处理器是这个树的根节点。

3.如权利要求1或2所述的利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制系统，其特征在于，所述指令的执行，具体包括以下步骤：

当收到开始执行的消息后，初始化指令参数，即当前指令将被其父级指令加入更新队列，并将指令状态置为运行；开启监听线程；指令涉及的处理事件的相关处理函数由具体指令指定；将指令链接到相应的控制目标；执行当前指令或依次递归式地执行当前指令的子指令，将迭代地更新所有处于运行状态的子指令；执行过程中指令不停地更新,挑选当前应该执行的指令进行执行；判断当前指令及其子指令是否结束，向当前指令的父级指令发送指令结束的信息，同时将自己的状态置为僵尸态；父级指令接受到消息后将把该指令从指令队列中移除，从而失去对它的引用；至此，一条指令的生命结束。

4.如权利要求1所述的利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制系统，其特征在于，所述指令在每一时刻将处于等待、运行、暂停、僵尸四个状态之一；其中，等待状态是在指令最初建立的时候设定的，一旦它的状态改变，它的状态不可能在被置为等待；同时，等待状态只可能改变为运行状态而不是其他的两个状态，运行状态和暂停状态可以相互转化，运行状态和暂停状态都可以转化为僵尸状态，但是僵尸状态的指令其状态不可能被改变。

5.一种利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制方法，其特征在于，每条指令对应文件中的一个控制对象，但是一个场景中的对象同时受到多条指令的控制；活动的指令由它的父级指令进行更新，整个系统中的指令是一个树状的结构，指令处理器是这个树的根节点。

7.如权利要求5或6所述的利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制方法，其特征在于，所述指令的执行，具体包括以下步骤：

8.如权利要求5所述的利用flash脚本实现的三维骨骼动画控制方法，其特征在于，所述指令在每一时刻将处于等待、运行、暂停、僵尸四个状态之一；其中，等待状态是在指令最初建立的时候设定的，一旦它的状态改变，它的状态不可能在被置为等待；同时，等待状态只可能改变为运行状态而不是其他的两个状态，运行状态和暂停状态可以相互转化，运行状态和暂停状态都可以转化为僵尸状态，但是僵尸状态的指令其状态不可能被改变。