CN103038797A - 动画制作系统以及动画制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及动画制作系统以及动画制作方法，具体涉及新手也能够很容易地制作三维动画，解决了三维环境下的输入模糊问题的动画制作系统以及动画制作方法。本发明的动画制作系统包括如下步骤：a）在预先确定的基准平面上，由使用者输入对象的平面路径；b）生成沿上述平面路径形成且与基准平面构成规定角度的动作窗口，并且，在上述动作窗口上，由使用者输入上述对象的动作信息；c）按照所输入的上述动作信息，实行动画。

Description

动画制作系统以及动画制作方法
技术领域
本发明涉及动画制作系统以及动画制作方法，初学者也能够容易制作3D动画，还解决了三维环境中输入模糊的问题的动画制作系统及其动画制作方法。
背景技术
3D动画经常出现在电影或TV中，制作这些3D动画时需要利用3D动画制作用工具（tool），然而，所述3D动画制作用工具很难使用且复杂，所以只有熟练的专业技术人员才能使用。
最近，随着互联网和多媒体的发展，不仅观看3D动画，还想直接参与制作的一般用户也在增加。
因此，开发了包括小孩及初学者的一般人也能够直接制作3D动画的非专业工具，这些非专业工具虽然具有使用者在屏幕上同时绘图输入对象的路径和动作时根据该路径和动作生成有关对象的动画的特性，然而，由于同时接收对象的路径和动作，所以存在不可能路径和动作两个都能准确输入的问题，所能输入的动作也非常有限。
所以，期望开发出非专业人员也能够容易制作3D动画而且能够准确输入对象的路径和动作的动画制作工具。
发明内容
技术问题
本发明是为了解决如上所述的现有问题而提出，本发明的目的在于提供一种小孩和初学者这样的非专业人员也容易制作3D动画而且能够准确输入对象的路径和动作的动画制作系统及其动画制作方法。
解决问题的方法
本发明旨在解决上述问题，作为其第一优选实施例的动画制作方法，包括以下步骤：a）在预先确定的基准平面上，由使用者输入对象的平面路径；b）生成沿上述平面路径形成且与基准平面构成规定角度的动作窗口，并且，在上述动作窗口上，由使用者输入上述对象的动作信息；c）按照所输入的上述动作信息，实行动画。
作为第一优选实施例的动画制作系统，包括：平面路径模块，在预先确定的基准平面上，由使用者输入对象的平面路径；动作窗口模块，生成沿上述平面路径形成且与基准平面构成规定角度的动作窗口，并且，在上述动作窗口上由使用者输入上述对象的动作信息；以及动画实行部，按照所输入的上述动作信息，实行动画。
作为第二优选实施例的动画制作方法，包括以下步骤：a）在预先确定的基准平面上，由使用者输入对象的平面路径；b）生成从上述平面路径延伸且与基准平面构成规定角度的第一动作窗口，在上述第一动作窗口上，由使用者输入上述对象的主路径；c）生成贯通上述主路径的多个第二动作窗口，在上述第二动作窗口上，由使用者输入上述对象的详细路径；以及d）按照所输入的上述详细路径，实行动画。
作为第二优选实施例的动画制作系统，包括：平面路径模块，在预先确定的基准平面上，由使用者输入对象的平面路径；第一动作窗口模块，生成从上述平面路径延伸且与基准平面构成规定角度的第一动作窗口，在上述第一动作窗口上，由使用者输入上述对象的主路径；第二动作窗口模块，生成贯通上述主路径的多个第二动作窗口，在上述第二动作窗口上，由使用者输入上述对象的详细路径；以及动画实行部，按照所输入的上述详细路径，实行动画。
发明效果
具有上述构成及方法的本发明，使用者能够通过如触控笔、鼠标及触摸输入装置等简易输入手段进行描绘的方法输入对象的路径及动作信息，因此，具有小孩和初学者这样的非专业人员也容易制作3D动画的优点。
具有上述构成及方法的本发明的第一优选实施例，接收对象的路径之后接收基于路径的动作，因此，具有能够准确输入对象的路径和动作的优点。
具有上述构成及方法的本发明的第二优选实施例，通过基准平面、第一动作窗口及第二动作窗口接收对象的路径，因此，具有能够准确输入有关对象动作的信息的优点。
附图说明
图1是示出本发明的第一优选实施例涉及的动画制作系统的框图。
图2a至图2g是用于说明图1的动画制作系统的构成的参考图。
图3是示出本发明的第一优选实施例涉及的动画制作方法的框图。
图4是示出本发明的第二优选实施例涉及的动画制作系统的框图。
图5a至图5b是用于说明图4的动画制作系统的构成的参考图。
图6是示出本发明的第二优选实施例涉及的动画制作方法的框图。
具体实施例
下面，参照附图说明本发明的优选实施例涉及的动画制作系统及其动画制作方法。
第一实施例
首先，参照图1至图2g说明本发明的第一优选实施例涉及的动画制作系统。
参照图1，本发明的第一优选实施例涉及的动画制作系统，其包括：平面路径模块101，向使用者提供显示基准平面的第一画面，并接收使用者在基准平面上描绘的对象的平面路径；动作窗口模块102，提供基于所述平面路径生成动作窗口并向使用者显示动作窗口的第二画面，若使用者在动作窗口上描绘出有关对象动作的手势，则接收手势数据和参数；分析模块103，将所述手势数据变换成对应于预先存储的动作数据的数据，之后与所述参数一同按时间进行整理，生成动作时序；以及动画实行部104，按照所述动作时序，实行动画。
详细说明具有所述结构的本发明的第一优选实施例涉及的存储管理模块的各构成要素。
参照图1，所述平面路径模块101包括平面路径描绘部101a和平面路径控制部101b。
所述平面路径模块101的平面路径描绘部101a，向使用者提供显示三维空间的基准平面的第一画面，并接收使用者利用触控笔、鼠标和触摸输入装置等输入手段在所述第一画面的基准明面上描绘的对象（例如具有节点的字符）的平面路径进行取样和近似化而存储。此时，将所述平面路径进行取样和近似化，可以利用均匀三次B样条（Uniform cubic B-spline）插值法，该均匀三次B样条插值法具有局部修改（local modification）属性和仿射不变性（affine invariance）属性的优点。
在图2a中示出了使用者利用触控笔在所述平面路径描绘部101a所提供的第一画面上显示的基准平面上描绘对象的平面路径的情况。在此，若以包含x、y、z轴的三维空间为基准，则x、y轴所形成的地平面（ground plane）为所述基准平面。
所述平面路径模块101的平面路径控制部101b，若接收与使用者已描绘的路径至少交叉一次的修改路径，则以交叉点为基准，将修改路径分为多个区域之后，以所述多个区域中最长的区域代替平面路径的一部分，其余区域不使用。
参照图1，所述动作窗口模块102包括手势描绘部102a和虚拟摄像部102b。
所述动作窗口模块102的手势描绘部102a利用虚拟摄像部102b提供第二画面，该第二画面按照通过平面路径模块101输入的平面路径生成动作窗口并向使用者显示动作窗口，若使用者利用触控笔、鼠标和触摸输入装置等输入手段将有关对象的动作的手势描绘在所述动作窗口上，则输入手势数据和参数。
在此，所述参数可以包括对象的速度和高度等，对象的速度相当于使用者描绘手势的速度，对象的高度相当于使用者描绘手势的高度。此时，所述描绘高度的基准为使用者所描绘的平面路径。
在图2b中示出了所述动作窗口模块102的手势描绘部所提供的第二画面上显示的动作窗口。
所述动作窗口是从基准平面上描绘的平面路径向上部方向垂直延伸而形成的面，具有规定的上下宽度。
在图2b中示出了所述动作窗口与基准平面和平面路径垂直的情况，然而这是为了便于说明，本发明并不限定于此，所述动作窗口也可以与基准平面和平面路径形成规定角度，而并非垂直。
所述动作窗口模块102的手势描绘部102a，从使用者接收有关对象的动作数据时，可以接收包括运动的动作（例如行走动作、跑步动作、跳跃动作等）和原地动作（例如打招呼动作、敬礼动作等）的有关各种动作的手势数据。
图2c中示出了，若手势描绘部102a从使用者接收到对象在原地动作的手势数据时，使用者所看到的第二画面上的画面。
参照图2c，若使用者在手势描绘的过程中向对应三维空间的z轴方向向上划线之后暂停规定时间，则所述手势描绘部102a向使用者显示原地动作选择菜单，并接收使用者选择/输入的一个原地动作。
所述动作窗口模块102的虚拟摄像部102b包括虚拟摄像机，该虚拟摄像机与动作窗口隔着规定距离而沿手势的移动方向移动的同时进行拍摄，并在第二画面上向使用者显示动作窗口和使用者所描绘的手势。
在图2d中示出了手势虚拟摄像机沿着图2b中所示的动作窗口移动的画面。
参照图2d，所述虚拟摄像机与动作窗口隔着规定距离d而位于相对于动作窗口的上下宽度一半的高度h，并通过第二画面向使用者提供所拍摄的动作窗口的画面。在此，通过第二画面显示所述虚拟摄像机所拍摄的动作窗口的画面，可以利用Catmull-Rom样条插值法，这种Catmull-Rom样条经由动作窗口上的控制点（control point），因此向使用者显示容易描绘手势的画面。
在图2e中示出了，使用者所描绘的手势超出动作窗口时虚拟摄像机进行缩小显示（zoom out）的示例，和使用者向规定方向进行手势描绘的途中改变移动方向向反方向描绘时虚拟摄像机向左侧或右侧进行画面滚动（scrolling）的示例。
参照图2e，若使用者所描绘的手势在动作窗口内时，手势虚拟摄像机通过第二画面向使用者提供对应于实线矩形的区域，即对应于动作窗口的上下宽度的区域，若使用者所描绘的手势超出动作窗口时，进行缩小显示（zoomout），并通过第二画面向使用者提供对应于虚线矩形的区域，即比动作窗口的上下宽度长的区域。
此外，参照图2e，若使用者向规定方向（例如图2e的右侧方向）进行手势描绘的途中改变移动方向向反方向（例如图2e的左侧方向）描绘时，所述虚拟摄像机向与所述反方向相对应的方向（例如图2e的左侧方向）进行画面滚动（scrolling），通过第二画面向使用者提供了沿着使用者描绘的手势进行方向拍摄动作窗口的画面。
所述虚拟摄像机与动作窗口隔着规定距离而沿手势移动方向移动时，检测虚拟摄像机相对于动作窗口的规定长度所移动的距离，若虚拟摄像机的移动距离大于规定阈值时，判断为弯折区域，从而不跟随动作窗口，按最短路径移动。
在图2f的上侧和图2g的上侧示出了，所述动作窗口具有弯折成规定角度的区域的画面的示例，在图2f的下侧和图2g的下侧示出了，所述动作窗口具有弯折成规定角度的区域时，上述弯折区域a、d和虚拟摄像机的移动路径b、e和摄像机偏离段c、f的示例。在此，在图2f中示出了，动作窗口具有弯折成规定角度的区域时，虚拟摄像机沿所述弯折区域的外部移动（outside turn）的情况，在图2g中示出了，动作窗口具有弯折成规定角度的区域时，虚拟摄像机沿所述弯折区域的内部移动（inside turn）的情况。
参照图2f，若两个摄像机偏离段c不交叉且虚拟摄像机的移动长度li大于第一阈值l1时，所述虚拟摄像机判断虚拟摄像机沿动作窗口的弯折区域的外部移动，从而不跟随沿动作窗口而按最短路径移动，之后脱离弯折区域。
参照图2g，若摄像机偏离段f两个交叉且虚拟摄像机的移动长度li大于第二阈值l2时，所述虚拟摄像机判断虚拟摄像机沿动作窗口的弯折区域的内部移动，从而不跟随沿动作窗口而按最短路径移动，之后脱离弯折区域。在此，第一阈值l1大于第二阈值l2。
如上所述，判断为虚拟摄像机沿弯折区域的外部或内部移动时，所述动作窗口模块102在使用者的当前所描绘的手势位置上设置停止标记，并存储包含描绘速度在内的当前描绘状态，而所述虚拟摄像机通过最短路径脱离弯折区域之后，所述动作窗口模块102能够使使用者在之前存储的描绘状态的基础上从设置有停止标记的位置继续描绘。
参照图1，所述分析模块103包括手势分析部103a和手势控制部103b。
所述分析模块103的手势分析部103a，若从动作窗口模块102接收手势数据和参数，则将手势数据进行分割，之后将所述被分割的各手势数据变换成对应于预先存储的动作数据的数据，并与所述参数一同按时间进行整理，生成动作时序。在此，所述手势分析部103a将手势数据变换成对应于预先存储的动作数据的数据时，可以利用角点检测算法（corner-detection algorithm）。
所述预先存储的动作数据可以包括对象所能够采取的各种动作，若有关相似动作的动作数据所对应的手势数据相似，则使用者通过动作窗口模块102的手势描绘部102a描绘手势时容易进行。
所述分析模块103的手势分析部103a在动作时序中包含参数时变更为，在对应于各动作数据之间的临界的规定时间内，使速度在所述参数中呈现缓慢变化的曲线，从而在之后实行动画时能够使对象动作自如。
若使用者输入的手势数据中存在本发明涉及的动画制作系统所不能识别的数据时，所述分析模块103的手势控制部103b进行以对应于预先存储的基本动作的手势数据取代的功能。
即，所述手势控制部103b判断是否来自手势分析部103a的各手势动作不与预先存储的动作数据中至少一个对应而不能识别，若判断不能识别时，以对应于预先存储的基本动作的手势数据取代之后，向手势分析部103a输出。
参照图1，所述动画实行部104利用从所述分析模块103接收的动作时序来实行3D动画。
下面，参照图3说明本发明的第一优选实施例涉及的动画制作方法。
首先，平面路径模块101向使用者提供显示基准平面的第一画面，并将使用者利用触控笔、鼠标和触摸输入装置等输入手段在所述第一画面的基准平面上描绘的对象的平面路径进行取样、近似化而存储（S101）。此时，可以利用均匀三次B样条（Uniform cubic B-spline）插值法取样、近似化所述平面路径。
其次，所述平面路径模块101判断是否输入与使用者预先描绘的平面路径至少交叉一次的修改路径（S102），若判断输入了修改路径，则以交叉点为基准将修改路径分为多个区域，之后以所述多个区域中最长的区域代替平面路径的一部（S103）。
其次，动作窗口模块102按照通过平面路径模块101输入的平面路径生成动作窗口（S104），并利用虚拟摄像机向使用者提供显示所述动作窗口的第二画面，若使用者利用触控笔、鼠标和触摸输入装置等输入手段在所述动作窗口上描绘有关对象的动作，则输入手势数据和参数（S105）。
在此，所述动作窗口可以与基准平面和平面路径垂直或形成非垂直的规定角度。
所述参数可以包括对象的速度和高度等，对象的速度相当于使用者描绘手势的速度，对象的高度相当于使用者描绘手势的高度。
所述动作窗口模块102从使用者接收有关对象动作的手势数据时，可以接收包括运动的动作（例如行走动作、跑步动作、跳跃动作等）和原地动作（例如打招呼动作、敬礼动作等）的有关各种动作的手势数据，接收有关原地动作的手势数据时，若使用者在手势描绘的过程中向对应三维空间的z轴方向向上划线之后暂停规定时间，则向使用者提供原地动作选择菜单，并接收使用者选择/输入的一个原地动作。
所述虚拟摄像机与平面路径隔着规定距离而沿手势的移动方向移动的同时进行拍摄，并在第二画面上向使用者显示动作窗口和使用者所描绘的手势。
所述虚拟摄像机与动作窗口隔着规定距离而位于相当于动作窗口的上下宽度的一半的高度，并通过第二画面向使用者提供所拍摄的动作窗口的画面。在此，通过第二画面显示所述虚拟摄像机所拍摄的动作窗口的画面，可以利用Catmull-Rom样条插值法。
当使用者所描绘的手势在动作窗口内时，所述虚拟摄像机通过第二画面向使用者提供对应于动作窗口的上下宽度的区域，当使用者所描绘的手势脱离动作窗口时，执行缩小显示（zoom out），从而通过第二画面向使用者提供比动作窗口的上下宽度更大的区域。
此外，若使用者向规定方向进行手势描绘后改变移动方向向反方向描绘时，所述虚拟摄像机向与所述反方向相对应的方向进行画面滚动，从而通过第二画面向使用者提供沿使用者描绘的手势移动方向移动的同时拍摄的动作窗口画面。
所述虚拟摄像机与动作窗口隔着规定距离而沿手势移动方向移动时，检测虚拟摄像机相对于动作窗口的规定长度所移动的距离，若虚拟摄像机的移动距离大于规定阈值时，判断为弯折区域，从而不跟随动作窗口，而沿着最短路径移动。有关它的详细说明参考参照图2f和图2g说明的本发明的第一实施例涉及的动画制作系统部分。
如上所述，判断为虚拟摄像机沿动作窗口的弯折区域移动时，所述动作窗口模块在使用者当前所描绘的手势位置上设置停止标记，并存储包含描绘速度在内的当前描绘状态，而所述虚拟摄像机通过最短路径脱离弯折区域之后，所述动作窗口模块能够使使用者在之前存储的描绘状态的基础上从设置有停止标记的位置继续描绘。
其次，分析模块103对通过动作窗口模块输入的手势数据进行分割（分割单元：一个手势）（S106）。
其次，所述分析模块103判断被分割的各手势数据是否对应于预先存储的动作数据中的至少一个而能够识别（S107）。
其次，若所述分析模块103判断被分割的各手势数据并不对应于预先存储的动作数据中的至少一个而不能够识别时，以对应于预先存储的基本动作的手势数据代替（S108），若判断能够识别时，进行下一步骤（S109）。
其次，所述分析模块103，将各手势数据变换成对应于预先存储的动作数据的数据，并与来自动作窗口模块的参数一同按时间进行整理，生成动作时序（S110）。在此，分析模块103可以利用角点检测算法（corner-detectionalgorithm）将手势数据变换成对应于预先存储的动作数据的数据。
此时，所述分析模块103在动作时序中包含参数时变更为，在对应于各动作数据之间的临界的规定时间内，使速度在所述参数中呈现缓慢变化的曲线，从而在之后实行动画时能够使对象动作显得自然。
其次，动画实行部104利用从所述分析模块103接收的动作时序来实行3D动画（S111）。
其次，所述动作窗口模块103判断使用者对有关对象动作的手势描绘作业是否结束（S112），若判断已结束时，结束动画制作，若判断未结束时，从将从手势动作窗口模块103输入的手势数据进行分割化的步骤（S106）开始重复进行。
第二实施例
以下，参照附图对本发明的第二理想实施例所涉及的动画制作系统以及动画制作方法进行说明。
首先，参照图4至图5b对本发明的第二理想实施例所涉及的动画制作系统进行说明。在对本发明的第二理想实施例所涉及的动画制作系统进行说明时，还参照在说明本发明第一实施例的动画制作系统时所参照的图2a、图2b、图2d至图2g。
参照图4，本发明理想实施例所涉及的动画制作系统包括：平面路径模块101，接收在预先确定的基准平面上由使用者输入的对象的平面路径；第一动作窗口模块102，生成自上述平面路径延长且与基准平面形成规定角度的第一动作窗口，并接收使用者输入的上述对象在上述第一动作窗口上的主路径；第二动作窗口模块103，生成多个贯通上述主路径的第二动作窗口，并接收使用者输入的上述对象在上述第二动作窗口上的详细路径；动画实行部104，按照上述所输入的详细路径，实现动画。
对具有上述结构的本发明的第二理想实施例中的存储器管理模块的各构成要素详细说明如下。
参照图4，上述平面路径模块101包括平面路径描绘部101a和平面路径控制部101b。
上述平面路径模块101的平面路径描绘部101a向使用者提供显示三维空间的基准平面的第一画面，对于由使用者使用触控笔、鼠标以及触摸输入装置等输入手段在上述第一画面的基准平面上画出的对象（例如无关节的对象，如飞机等），接收平面路径，进行采样并近似化后存储。对上述平面路径进行采样并近似化时可采用三次均匀B样条曲线（uniform cubic B-spline）插补法，这种三次均匀B样条曲线插补法具有局部修改（local modification）属性和仿射不变性（affine invariance）。
图2a中图示了使用者使用触控笔在上述平面路径描绘部101a提供的第一画面中所显示的基准平面上画出对象的平面路径。其中，以包括x、y、z轴的三维空间作为基准时，上述基准平面为由x、y轴形成的地平面(groundplane)。
当使用者输入与已画出的平面路径至少交叉一次的修改路径时，上述平面路径模块101的平面路径控制部101b以交叉点为基准将修改路径分割为多个区域，并将上述多个区域中最长的区域替换为平面路径的一部分，而余下的区域则不使用。
参照图4，上述第一动作窗口模块102包括主路径描绘部102a和第一虚拟摄像部102b。
上述第一动作窗口模块102的主路径描绘部102a沿着由平面路径模块101输入的平面路径生成第一动作窗口，并通过第一虚拟摄像部102b向使用者提供显示动作窗口的第二画面，当使用者使用触控笔、鼠标以及触摸输入装置等输入手段在上述第一动作窗口上描绘出对象的主路径时，随想的主路径以及速度信息被输入到主路径描绘部102a。上述速度信息对应于使用者画出主路径的速度。
在本发明中，动画的实现对象以不具有关节的对象、即飞机等为例进行了说明，但本发明并不限定于此，在不超出本发明旨意的范围内，上述对象可以是具有关节的对象，当上述对象为具有关节的对象时，上述第一动作窗口模块102的主路径描绘部102a从使用者处接收对象的主路径和速度信息之外，还接收手势信息以及高度信息。
图2b图示出上述第一动作窗口模块102的主路径描绘部102a所提供的第二画面中所显示的第一动作窗口的样子。
上述第一动作窗口为，从描绘在基准平面上的平面路径向上方垂直延伸形成的面，具有规定的上下宽度。
图2b中，为了便于说明，上述第一动作窗口与基准平面以及平面路径形成垂直，本发明并不限定于此，根据需要，上述第一动作窗口与基准平面以及平面路径之间可具有垂直以外的规定的角度。
上述第一动作窗口模块102的第一虚拟摄像部102b包括第一虚拟摄像机，该第一虚拟摄像机以与动作窗口隔着规定距离的方式沿着主路径的移动方向移动并进行摄像，从而通过第二画面向使用者显示第一动作窗口以及使用者描绘的主路径。
图2d图示出上述第一虚拟摄像机沿着图2b所示的第一动作窗口移动的状态。
参照图2d，上述第一虚拟摄像机与第一动作窗口隔着规定距离d，并在相当于第一动作窗口的上下宽度之一半的高度h上，对第一动作窗口进行摄像，并将其图像通过第二画面提供给使用者。在由上述第一虚拟摄像机对第一动作窗口进行摄像并通过第二画面予以显示时，可采用Catmull-Rom样条(catmull-rom-spline)插补法，Catmull-Rom样条曲线经过第一动作窗口上的控制点（control point），因此能够向使用者显示主路径的容易描绘的画面。
图2e一并图示了使用者所画出的主路径脱离第一动作窗口时第一虚拟摄像机执行缩小显示(zoom out)的例子，以及使用者沿着规定方向移动并描绘后向反方向移动并进行描绘时第一虚拟摄像机执行向左或向右画面滚动(scrolling)的例子。
参照图2e，上述第一虚拟摄像机在使用者描绘的主路径处于第一动作窗口内时，通过第二画面向使用者提供实线四角形区域、即对应于第一动作窗口的上下宽度的区域，而当使用者画出的主路径脱离第一动作窗口时，执行缩小显示(zoom out)，从而通过第二画面将虚线四角形的区域、即大于第一动作窗口的上下宽度的区域提供给使用者。
另外，参照图2e，上述第一虚拟摄像机在使用者沿着规定方向移动主路径（例如，图2e的右侧方向）进行描绘的途中改变移动方向向反方向进行描绘时，向与上述反方向对应的方向（例如，图2e中的左侧方向）进行画面滚动，从而在沿着使用者描绘的主路径的移动方向移动的同时对第一动作窗口进行拍摄，并将图像通过第二画面提供给使用者。
上述第一虚拟摄像机在与第一动作窗口隔着规定距离沿着主路径的移动方向移动时，检测相对于第一动作窗口的规定长度的第一虚拟摄像机移动距离，当第一虚拟摄像机的移动距离大于规定阈值时判断为弯折区域，从而不沿着第一动作窗口而沿着最短路径移动。
图2f的上方以及图2g的上方图示出上述第一动作窗口具有以规定角度弯折的区域的例子，图2f的下方以及图2g的下方图示出上述第一动作窗口具有弯折规定角度的区域时的上述弯折区域a、d和第一虚拟摄像机的移动路径b、e以及摄像机偏离段（offset segment）c、f。在这里，图2f表示第一动作窗口具有弯折规定角度的区域时第一虚拟摄像机沿着上述弯折区域的外部进行移动（outside turn），而图2g表示第一动作窗口具有弯折规定角度的区域时第一虚拟摄像机沿着上述弯折区域的内部进行移动（inside turn）。
参照图2f，上述第一虚拟摄像机在两个摄像机偏离段c不交叉且第一虚拟摄像机的移动长度li大于第一阈值l1时，判断为第一虚拟摄像机沿着第一动作窗口的弯折区域的外部移动，从而不沿着第一动作窗口移动而沿着最短路径移动，以脱离弯折区域。
参照图2g，上述第一虚拟摄像机在两个摄像机偏离段f交叉且第一虚拟摄像机的移动长度li大于第一阈值l2时，判断为第一虚拟摄像机沿着第一动作窗口的弯折区域的内部移动，从而不沿着第一动作窗口移动而沿着最短路径移动，以脱离弯折区域。这里，第一阈值l1大于第二阈值l2。
如上所述，当判断为第一虚拟摄像机沿着弯折区域的外部或内部移动时，上述第一动作窗口模块102在使用者当前进行描绘的主路径的位置上设置停止标记，并储存包括描绘速度在内的当前描绘状态，当上述第一虚拟摄像机经由最短路径移动而脱离弯折区域后，上述第一动作窗口模块102在设置有停止标记的位置，接着此前储存的描绘状态继续进行描绘。
参照图4，上述第二动作窗口模块103包括详细路径描绘部103a和第二虚拟摄像部103b。
上述第二动作窗口模块103的详细路径描绘部103a隔着规定间隔连续形成多个被上述主路径垂直贯通其中心部的第二动作窗口，并通过第二虚拟摄像部103b将显示上述第二动作窗口的第三画面提供给使用者，当使用者使用触控笔、鼠标以及触摸输入装置等输入手段在上述第二动作窗口上描绘出对象的详细路径时，对象的详细路径被输入至详细路径描绘部103a，从而对输入的对象的详细路径进行近似化后存储。对上述详细路径进行采样并近似化时可采用三次均匀B样条曲线（uniform cubic B-spline）插补法。
在上述详细路径描绘部103a生成的多个第二动作窗口之间的间隔由通过第一动作窗口模块102接收的速度信息决定。
即，在通过第一动作窗口模块102接收的主路径中，在对应于高速度的区域，上述第二动作窗口模块103的详细路径描绘部103a将第二动作窗口显示于第三画面时隔着相对大的间隔，而在对应于低速度的区域，将第二动作窗口显示于第三画面时隔着相对小的间隔。
上述的在第二动作窗口上描绘的对象的详细路径是指，对象沿着主路径移动的过程中在主路径周围进行详细的移动（例如，螺线型移动）时的详细移动路径。
在本发明中，动画的实现对象以不具有关节的对象、即飞机等为例进行了说明，但本发明并不限定于此，在不超出本发明旨意的范围内，上述对象可以是具有关节的对象，当上述对象为具有关节的对象时，上述第二动作窗口模块103的详细路径描绘部103a从使用者处除了接收对象的详细路径之外，还接收手势信息以及高度信息。
图5a图示出从上述第二动作窗口模块103的详细路径描绘部103a各种规定间隔连续生成的第二动作窗口，还图示了随着第二动作窗口的生成，第二虚拟摄像机在前进（或后退）的同时拍摄第二动作窗口的状态。
图5b为，沿着平面路径形成的第一动作窗口因弯折点较多而导致第二动作窗口的部分区域相互重叠时，描绘在第二动作窗口上的详细路径被误认为逆行的情况下，第二动作窗口模块103所执行的解决方案的俯视图，为了便于说明，图示出以图5a为基准从z轴的正方向向负方向俯瞰第二动作窗口的状态。
参照图5b，沿着平面路径形成的第一动作窗口因弯折点较多而导致连续的第二动作窗口的部分区域相互重叠的情况下，当使用者在上述重叠区域描绘详细路径时，第二动作窗口模块103的详细路径描绘部103a有可能误认为在逆行，为了解决上述问题，详细路径描绘部103a对描绘在第二动作窗口上的每个详细路径（例如，图5h的P1-P6）和描绘在前后连续的规定数量的第二动作窗口上的详细路径之间的正切值进行检测，当检测到逆行时忽略（删除）引发逆行的详细路径（例如，图5h的P4）。这样，完全避免了在之后实现对象的3D动画时，对象进行使用者意图之外的异常动作的问题。
参照图4，上述动画实行部104对基于从上述第二动作窗口模块103接收的详细路径的三维路径进行美化（beautification），沿着上述经过美化的三维路径实行动画。
此时，当上述对象为具有关节的对象时，除了从第二动作窗口模块103接收的详细路径之外，从第一动作窗口模块102或第二动作窗口模块103接收的手势信息以及高度信息也适用于动画的实现。
以下，参照图6对本发明的第二理想实施例所涉及的动画制作方法进行说明。
首先，平面路径模块101向使用者提供显示基准平面的第一画面，由使用者使用触控笔、鼠标以及触摸输入装置等输入手段在上述第一画面的基准平面上画出的对象（例如无关节的对象，如飞机等）的平面路径，进行采样并近似化后存储（S101）。对上述平面路径进行采样并近似化时可采用三次均匀B样条曲线（uniform cubic B-spline）插补法。
其次，上述平面路径模块101判断使用者是否输入与已画出的平面路径至少交叉一次的修改路径（S102），当判断为输入了修改路径时，以交叉点为基准将修改路径分割为多个区域，并将上述多个区域中最长的区域替换为平面路径的一部分（S103）。
其次，第一动作窗口模块102沿着通过平面路径模块101输入的平面路径生成第一动作窗口（S104），并利用第一虚拟摄像机向使用者提供显示上述第一动作窗口的第二画面，当使用者使用触控笔、鼠标以及触摸输入装置等输入手段在上述第一动作窗口上描绘出对象的主路径时，对象的主路径以及速度信息被输入（S105）。此时，上述速度信息对应于使用者画出主路径的速度。
在本发明中，动画的实现对象以不具有关节的对象、即飞机等为例进行了说明，但本发明并不限定于此，在不超出本发明旨意的范围内，上述对象可以是具有关节的对象，当上述对象为具有关节的对象时，上述第一动作窗口模块102的主路径描绘部102a从使用者处接收对象的主路径和速度信息之外，还接收手势信息以及高度信息。
上述第一动作窗口与基准平面以及平面路径形成垂直，或形成垂直以外的规定角度。
另外，上述第一虚拟摄像机以与动作窗口隔着规定距离的方式沿着主路径的移动方向移动并进行摄像，从而通过第二画面向使用者显示第一动作窗口以及使用者描绘的主路径。
上述第一虚拟摄像机与第一动作窗口隔着规定距离，并在相当于第一动作窗口的上下宽度之一半的高度上，对第一动作窗口进行摄像，并将其图像通过第二画面提供给使用者。在由上述第一虚拟摄像机对第一动作窗口进行摄像并通过第二画面予以显示时，可采用Catmull-Rom样条(catmull-rom-spline)插补法。
上述第一虚拟摄像机在使用者描绘的主路径处于第一动作窗口内时，通过第二画面向使用者提供对应于第一动作窗口的上下宽度的区域，而当使用者画出的主路径脱离第一动作窗口时，执行缩小显示(zoom out)，从而通过第二画面将大于第一动作窗口的上下宽度的区域提供给使用者。
另外，上述第一虚拟摄像机在使用者沿着规定方向移动主路径进行描绘的途中而改变移动方向向反方向进行描绘时，向与上述反方向对应的方向进行画面滚动，从而在沿着使用者描绘的主路径的移动方向移动的同时对第一动作窗口进行拍摄，并将图像通过第二画面提供给使用者。
上述第一虚拟摄像机在与第一动作窗口隔着规定距离沿着主路径的移动方向移动时，检测相对于第一动作窗口的规定长度的第一虚拟摄像机移动距离，当第一虚拟摄像机的移动距离大于规定阈值时判断为弯折区域，从而不沿着第一动作窗口而沿着最短路径移动。相关的详细说明可参考本发明实施例所涉及的动画制作系统以及参照图2f和图2g进行说明的部分。
如上所述，当判断为第一虚拟摄像机沿着第一动作窗口的弯折区域移动时，上述第一动作窗口模块在使用者当前进行描绘的主路径的位置上设置停止标记，并储存包括描绘速度在内的当前描绘状态，此后，当上述第一虚拟摄像机经由最短路径移动而脱离弯折区域后，上述第一动作窗口模块在设置有停止标记的位置，接着此前储存的描绘状态继续进行主路径描绘。
其次，决定是否接收对象的主路径的详细路径（S106）。
其次，当决定接收关于对象的主路径的详细路径时，上述第二动作窗口模块103通过第一动作窗口模块102隔着规定间隔连续形成多个被主路径垂直贯通其中心部的第二动作窗口（S107），并通过第二虚拟摄像机将显示上述第二动作窗口的第三画面提供给使用者，当使用者使用触控笔、鼠标以及触摸输入装置等输入手段在上述第二动作窗口上描绘出对象的详细路径时，对象的详细路径被输入（S108），接着，对输入的对象的详细路径进行近似化并存储后，进入下一步骤（S109）。而决定不接收关于对象的主路径的详细路径时，不接收关于对象的主路径的详细路径并进入下一步骤（S109）。
对上述详细路径进行采样并近似化时可采用三次均匀B样条曲线（uniform cubic B-spline）插补法。
在上述第二动作窗口模块生成的多个第二动作窗口之间的间隔由通过第一动作窗口模块102接收的速度信息决定。
即，在通过第一动作窗口模块102接收的主路径中，在对应于高速度的区域，上述第二动作窗口模块103将第二动作窗口显示于第三画面时隔着相对大的间隔，而在对应于低速度的区域，将第二动作窗口显示于第三画面时隔着相对小的间隔。
上述的在第二动作窗口上描绘的对象的详细路径是指，对象沿着主路径移动的过程中在主路径周围进行详细的移动（例如，螺线型移动）时的详细移动路径。
在本发明中，动画的实现对象以不具有关节的对象、即飞机等为例进行了说明，但本发明并不限定于此，在不超出本发明旨意的范围内，上述对象可以是具有关节的对象，当上述对象为具有关节的对象时，上述第二动作窗口模块103的详细路径描绘部103a从使用者处除了接收对象的详细路径之外，还接收手势信息以及高度信息。
另外，上述第二动作窗口模块103在由使用者向第二动作窗口输入详细路径时，对描绘在第二动作窗口上的每个详细路径和描绘在前后连续的规定数量的第二动作窗口上的详细路径之间的正切值进行检测，当检测到逆行时忽略（删除）引发逆行的详细路径。这样，第一动作窗口因弯折点较多而导致连续的第二动作窗口的部分区域相互重叠的情况下，即使使用者在上述重叠区域描绘详细路径，第二动作窗口模块103能够准确地识别符合使用者意图的详细路径。
接着，上述动画实行部104对基于从上述第二动作窗口模块103接收的详细路径的三维路径，或从上述第一动作窗口模块102接收的主路径的三维路径进行美化（beautification）（S109），然后，沿着上述经过美化的三维路径实行动画（S110）。
当上述对象为具有关节的对象时，除了从第二动作窗口模块103接收的详细路径之外，从第一动作窗口模块102或第二动作窗口模块103接收的手势信息以及高度信息也适用于动画的实现。
另外，上述本发明的实施例可通过能够在计算机执行的程序方式实现，并通过可由计算机读取的记录介质来驱动程序的通用数字计算机实现。可由计算机读取的记录介质包括：磁性存储介质（例如，ROM、软盘、硬盘、磁带等）、光学读取介质（例如，CD-ROM、DVD、光学数据存储装置等）以及载波（例如，经由互联网的传送）等存储介质。
以上的说明仅为本发明的技术思想进行举例说明，本发明所属技术领域的普通技术人员可以根据这些描述进行各种修改和变形。因此，本发明的思想不能定义为限定于上述说明的实施例以及附图，后述的权利要求书的保护范围以及与该权利要求书的保护范围均等或等价变形的所有内容均包含于本发明的思想范围内。

Claims (40)

1.一种动画制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）在预先确定的基准平面上，由使用者输入对象的平面路径；
b）生成沿上述平面路径形成且与基准平面构成规定角度的动作窗口，并且，在上述动作窗口上，由使用者输入上述对象的动作信息；
c）按照所输入的上述动作信息，实行动画。
2.根据权利要求1所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述a）步骤中，向使用者提供显示基准平面的第一画面，由使用者输入在基准平面上画出的对象的平面路径。
3.根据权利要求1所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述b）步骤中，向使用者提供显示动作窗口的第二画面，若使用者在动作窗口上画出对于对象的动作的手势，则输入包含手势数据和参数在内的对象的动作信息。
4.根据权利要求3所述的动画制作方法，其特征在于，
上述c）步骤包括以下步骤：
c1）将上述手势数据变换成预先存储的动作数据中的所对应的数据之后，与上述参数一起按时间进行整理而生成动作时序；
c2）按上述时序实行动画。
5.根据权利要求1所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述a）步骤，若使用者输入与已画出的平面路径至少交叉一次的修改路径，则以交叉点为基准将修改路径划分成多个区域之后，将上述多个区域中最长的区域替换为平面路径的一部分。
6.根据权利要求3所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述b）步骤中，虚拟摄像机同动作窗口隔着规定距离并沿着手势的移动方向移动的同时，在第二画面上向使用者显示动作窗口以及使用者画出的手势。
7.根据权利要求6所述的动画制作方法，其特征在于，
当使用者画出的手势脱离动作窗口时，上述虚拟摄像机执行缩小显示动作。
8.根据权利要求6所述的动画制作方法，其特征在于，
在手势的移动方向变为相反方向时，上述虚拟摄像机朝着与上述相反方向对应的方向执行画面滚动。
9.根据权利要求6所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述虚拟摄像机同动作窗口隔着规定距离沿手势的移动方向移动时，若遇到平面路径中的弯折成规定角度的区域，则不继续沿着动作窗口移动，而是通过最短路径移动。
10.根据权利要求9所述的动画制作方法，其特征在于，
上述虚拟摄像机检测相对于平面路径的规定距离的虚拟摄像机移动距离，当虚拟摄像机的移动距离大于规定阈值时，判断为是弯折区域。
11.根据权利要求9所述的动画制作方法，其特征在于，
在虚拟摄像机遇到弯折区域的时刻，在使用者正在画出的手势位置设置停止标记，并且存储当前状态，由此，在虚拟摄像机经由最短路径移动之后，使用者能够从设有上述停止标记的位置重新描绘手势。
12.根据权利要求4所述的动画制作方法，其特征在于，上述c1）步骤包括以下步骤：
c11）分割从动作窗口模块输入的手势数据；
c12）判断是否能够识别上述分割的各手势数据；
c13）若判断为能够识别，则将手势数据变换成动作数据，若判断为不能识别，则替换成与预先存储的基本动作相对应的手势数据之后，变换成动作数据；
c14）按时间整理动作数据和参数，生成动作时序。
13.根据权利要求9所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述c12)步骤，判断各个手势数据是否与预先存储的动作数据中的某一个相对应。
14.根据权利要求3所述的动画制作方法，其特征在于，
上述参数包括对象的速度、高度，上述对象的速度对应于使用者画出手势的速度，上述对象的高度对应于使用者画出的手势的高度。
15.根据权利要求3所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述b）步骤，若使用者在画出手势的途中向垂直方向画线并停止规定时间，则向使用者显示原地动作选择菜单，供使用者选择原地动作中的任一个。
16.一种动画制作系统.，其特征在于，包括：
平面路径模块，在预先确定的基准平面上，由使用者输入对象的平面路径；
动作窗口模块，生成沿上述平面路径形成且与基准平面构成规定角度的动作窗口，并且，在上述动作窗口上由使用者输入上述对象的动作信息；以及
动画实行部，按照所输入的上述动作信息，实行动画。
17.根据权利要求16所述的动画制作系统，其特征在于，
上述平面路径模块向使用者提供显示基准平面的第一画面，接收由使用者输入的在基准平面上画出的对象的平面路径。
18.根据权利要求16所述的动画制作系统，其特征在于，
上述动作窗口模块向使用者提供显示动作窗口的第二画面，若使用者在动作窗口上画出对于对象的动作的手势，则接收包含手势数据和参数在内的对象的动作信息。
19.根据权利要求18所述的动画制作系统，其特征在于，
还具备分析模块，其将来自上述动作窗口模块的上述手势数据变换成预先存储的动作数据中的所对应的数据之后，与上述参数一起按时间进行整理而生成动作时序。
20.根据权利要求19所述的动画制作系统，其特征在于，
上述分析模块分割从动作窗口模块输入的手势数据之后，判断是否能够识别上述分割的各手势数据，若判断为能够识别，则将手势数据变换成预先存储的动作数据中的相对应的数据，若判断为不能识别，则替换成与预先存储的基本动作相对应的手势数据之后，变换成预先存储的动作数据中的相对应的数据，然后，同上述参数一起按时间进行整理而生成动作时序。
21.根据权利要求20所述的动画制作系统，其特征在于，
上述分析模块判断是否能够识别已分割的各手势数据的工作，是通过判断各手势数据是否对应预先存储的动作数据中的一个而进行。
22.一种动画制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）在预先确定的基准平面上，由使用者输入对象的平面路径；
b）生成从上述平面路径延伸且与基准平面构成规定角度的第一动作窗口，并且在上述第一动作窗口上，由使用者输入上述对象的主路径；
c）生成贯通上述主路径的多个第二动作窗口，在上述第二动作窗口上，由使用者输入上述对象的详细路径；以及
d）按照所输入的上述详细路径，实行动画。
23.根据权利要求22所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述a）步骤，向使用者提供显示上述基准平面的第一画面，由使用者输入在基准平面上画出的对象的平面路径。
24.根据权利要求22所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述a）步骤，若使用者输入与已画出的平面路径至少交叉一次的修改路径，则以交叉点为基准将修改路径划分成多个区域之后，将上述多个区域中最长的区域替换为平面路径的一部分。
25.根据权利要求22所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述b）步骤，向使用者提供显示上述第一动作窗口的第二画面，由使用者在第一动作窗口上输入对象的主路径和速度信息。
26.根据权利要求22所述的动画制作方法，其特征在于，
上述对象的速度信息对应于使用者画出主路径的速度。
27.根据权利要求22所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述b）步骤，第一虚拟摄像机同第一动作窗口隔着规定距离并沿着主路径的移动方向移动的同时，在第二画面上向使用者显示第一动作窗口以及使用者画出的主路径。
28.根据权利要求27所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述第一虚拟摄像机同第一动作窗口隔着规定距离沿主路径的移动方向移动时，若遇到平面路径中的弯折成规定角度的形状，则不继续沿着第一动作窗口移动，而是通过最短路径移动。
29.根据权利要求27所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述虚拟摄像机遇到弯折区域的时刻，在使用者正在画出的主路径的位置设置停止标记，并且存储当前状态，由此，在虚拟摄像机通过最短路径移动之后，使用者能够从设有上述停止标记的位置重新描绘主路径。
30.根据权利要求22所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述c）步骤，向使用者提供显示上述第二动作窗口的第三画面，由使用者在第二动作窗口上输入画出的对象的详细路径。
31.根据权利要求22所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述c）步骤，第二虚拟摄像机同第二动作窗口保持着规定距离的同时，在第三画面上向使用者显示第二动作窗口以及使用者画出的详细路径。
32.根据权利要求22所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述c）步骤，隔着规定间隔连续地生成上述主路径贯通中心部的多个第二动作窗口，并且通过第三画面提供给使用者，由使用者输入在第二动作窗口上描绘的对象的详细路径。
33.根据权利要求32所述的动画制作方法，其特征在于，
上述主路径在上述第二动作窗口的中心部垂直地贯通。
34.根据权利要求32所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述b）步骤，由使用者输入对象的主路径和速度信息，上述速度信息对应于使用者画出主路径的速度，上述多个第二动作窗口之间的间隔由上述速度信息决定。
35.根据权利要求22所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述d）步骤，在执行对于沿上述详细路径的三维路径的美化之后，沿美化后的上述三维路径实行动画。
36.根据权利要求22所述的动画制作方法，其特征在于，
在上述c）步骤，检测在前、后连续的规定数量的第二动作窗口中输入的详细路径之间的正切值，若在上述路径中检测到不希望的逆行，则忽略引发逆行的区域。
37.一种动画制作系统，其特征在于，包括：
平面路径模块，在预先确定的基准平面上，由使用者输入对象的平面路径；
第一动作窗口模块，生成从上述平面路径延伸且与基准平面构成规定角度的第一动作窗口，在上述第一动作窗口上，由使用者输入上述对象的主路径；
第二动作窗口模块，生成贯通上述主路径的多个第二动作窗口，在上述第二动作窗口上，由使用者输入上述对象的详细路径；以及
动画实行部，按照所输入的上述详细路径，实行动画。
38.根据权利要求37所述的动画制作系统，其特征在于，
上述第二动作窗口模块隔着规定间隔连续地生成由上述主路径贯通中心部的多个第二动作窗口，并通过画面提供给使用者，由使用者输入在第二动作窗口上描绘的对象的详细路径。
39.根据权利要求38所述的动画制作系统，其特征在于，
上述第一动作窗口模块接收由使用者输入的对象的主路径和速度信息，上述速度信息对应于使用者画出主路径的速度，上述多个第二动作窗口之间的间隔由上述速度信息决定。
40.根据权利要求37所述的动画制作系统，其特征在于，
上述第二动作窗口模块检测在前、后连续的规定数量的第二动作窗口中输入的详细路径之间的正切值，若在详细路径中检测到不希望的逆行，则忽略引发逆行的区域。
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