CN103514620A - 3d立体动画全流程制作云计算平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种3D立体动画全流程制作云计算平台，其特征在于包括：动画模块，用于建模、生成动画镜头；立体模块，用于拍摄3D动画影像；渲染模块，用于动画预览、渲染分配；云计算模块，用于动画渲染输出。本发明的有益效果为：通过云计算的方式，本发明可以为用户提供跨地域、跨时空的全新沟通与合作模式，通过云计算的海量存储和强大的并行计算能力为用户解决渲染计算与移动存储问题。本发明所包含的各个模块是应用于从前期直至后期的3D立体制作全过程中，为创意人员提供了对技术的控制能力。这些模块在设计上还具有协同工作能力，而且容易集成，因此制作人员可以获得一个完善统一的制作流程，为他们提供了立体成像的创意工具。

Description

3D立体动画全流程制作云计算平台

技术领域

本发明属于数控技术领域，尤其涉及一种3D立体动画全流程制作云计算平台。

背景技术

随着数字电影制作技术和放映技术的长足发展，数字高清2K、4K电影逐渐成为主流，特别是Imax放映厅数量的增加，对电影的画面品质的要求越来越高。但由于技术要求较高，普通电影厂商难以制作，片源非常紧缺，院线中的这类电影大多被进口大片所垄断。尤其是三维动画电影，采用逐帧渲染输出的技术，每秒钟要渲染输出24帧画面，90分钟的电影需要渲染输出13万帧画面。3D立体动画的生产周期长，成本高。

目前3D摄像流程十分繁琐，尤其是虚拟3D动画影像的拍摄，摄影师需根据经验或在专业人员的指导下进行3D拍摄，3D效果需经过反复修改，反拍率非常高。

三维动画后期渲染技术的研究大多集中在对渲染器软件的开发上，美国和英国处于技术垄断位置，但其对于集群渲染控制与管理软件的研发还处于空白阶段。很多著名的三维动画制作软件，如Autodesk旗下的3DSMAX、MAYA软件中只有比较简单的网络渲染控制软件，难于在集群化的后期渲染输出过程中进行有效控制。现在没有专门的用于控制集群化后期渲染输出的数控系统软件，集群网络渲染控制技术的不完善，使之成为制作效率及制作品质上的技术瓶颈。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种3D立体动画全流程制作云计算平台，其特征在于包括：动画模块、立体模块、渲染模块和云计算模块；

其中，动画模块包括：

场景模型子模块，用于设定场景模型，

角色模型子模块，用于设定角色模型，

道具模型子模块，用于设定道具模型，

表现子模块，用于设定角色表现的模式，

行动子模块，用于设定角色行动路线，

运算模块，用于根据场景模型、角色模型、道具模型、角色表现的模式和角色行动路线生成动画镜头；

立体模块包括：

虚拟3D摄像机，用于拍摄虚拟3D动画影像，

数控子模块，用于控制虚拟3D摄像机的位置和焦点；

渲染模块包括：

预演算子模块，用于生成3D虚拟动画的预览影像，

管理节点，用于3D虚拟动画影像的渲染控制，管理节点包括渲染节点设定模块、镜头数据库处理模块和镜头动画编辑模块，渲染节点设定模块用于渲染节点的选择与渲染任务的分配，镜头数据库处理模块用于控制渲染节点选择渲染器软件，镜头动画编辑模块用于控制渲染节点利用渲染器软件对待渲染动画文件进行渲染；

云计算模块包括：

渲染节点，用于根据渲染任务生成运行脚本，调用合适的渲染器软件，完成3D虚拟动画影像的渲染运算工作，生成3D立体动画，

存储设备，用于3D立体动画的存储。

本发明的有益效果为：本发明借助云计算强大的计算和存储能力通过云计算的SaaS模式为用户提供制作3D立体动画全过程中涉及到的制作工具全集以及完整的制作流程支持。并且能够自动生成角色动画、自动3D摄像机定位、自动渲染云计算数控平台。运用动画模块使得创意人员通过简单的操作即可完成整体动画镜头的生成。创意人员只需输入场景、人物、道具的模型、角色表现模式和角色行动路线，运算模块就可以按照创意人员的要求自动生成完整的动画镜头，无需人工调动作，用5分钟即可完成一秒钟的动作镜头，与之前所需5小时的时间相比，可节省约90％的时间。

立体模块是运用眼球立体光学原理通过自动测量焦点距离自动计算辐辏角度并同步调节两台立体摄影机之间的距离与夹角。创意人员只需为立体模块提供3D立体动画制作所必须的操作和参数设置，数控子模块就能智能地设置好相关摄像参数，对两台或多台虚拟3D摄像机进行控制和设定。运用此模块，摄影师只要按照传统的2D拍摄方法就可以得到完美的3D虚拟影像，降低了3D虚拟影像的制作门槛，大大提高了3D虚拟影像的创作空间。同时最后的3D虚拟影像效果相比与目前3D摄影技术实现的效果更加真实生动，并避免3D画面的眩晕降低视觉疲劳。

渲染模块用于集群渲染控制与管理，以先进的软件设计理念实现了集群动画渲染功能的数字化控制，将批渲染、集群控制、数据管理、非线性编辑化的后期渲染新模式进行有机整合。同时利用预演算子模块的预演功能，还可以以较低质量快速渲染动画影片的特定区段，通过生成的预演影片可以发现并改正动画前期编辑的错误。另外，管理节点还解决了层渲染和非线性编辑问题，不但在效率上大大的提高，而且在动画渲染及后期制作上有本质的创新。利用管理节点很好地完成了渲染集群的控制，利用现成的CPU、以太网和操作系统构建的超级计算机，对云计算模块的渲染节点进行控制和动态分配渲染任务，使各渲染节点时刻保持工作状态。在软件的结构上，将客户端、管理节点、渲染节点之间以请求和响应的方式实现通信互动。在管理节点中维护一个全局性的数据库，记录节点工作状态以及任务与子任务分配与执行状态等信息，渲染节点中有局部数据库保存本机资源信息以及所分配的子任务对列与状态信息，同时负责调用渲染软件完成渲染。设计输入与输出都在共享存储系统中，因此，客户的设计与渲染输出可以直接交互，形成一个合理的功能较全面的系统软件架构，管理节点上的节点管理、任务生成、任务控制着3个功能与客户机和渲染节点都有交互。节点之间的控制流是各种请求与响应数据报，数据流只在客户端与存储系统之间以及渲染节点与存储系统之间产生，即设计数据文档和渲染输出文档。所有的操作几乎都是建立在查询与修改相关信息)的操作上，由于多个用户和任务可能同时要求修改这些信息，因此操作是互斥的，可以用semaphore互斥量加以保护。

通过云计算的方式，本发明可以为用户提供跨地域、跨时空的全新沟通与合作模式，通过云计算的海量存储和强大的并行计算能力为用户解决渲染计算与移动存储问题。本发明所包含的各个模块是应用于从前期直至后期的3D立体制作全过程中，为创意人员提供了对技术的控制能力。这些模块在设计上还具有协同工作能力，而且容易集成，因此制作人员可以获得一个完善统一的制作流程，为他们提供了立体成像的创意工具。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的渲染流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

实施例一

如图1所示，创意人员通过动画模块的各个子模块，设定好场景模型、角色模型、道具模型、角色表现的模式和角色行动路线后，运算模块可根据上述的设定进行运算自动生成完整的动画镜头；然后创意人员设定好相关摄像参数后，立体模块的数控子模块自动控制虚拟3D摄像机，调整虚拟3D摄像机的位置和焦点，完成3D虚拟动画影像的拍摄；创意人员通过渲染模块的预演算子模块可对3D虚拟动画影像进行简单的渲染，然后预览渲染影像，确认无误后，即可通过管理节点控制渲染节点进行正式渲染；管理节点包括渲染节点设定模块、镜头数据库处理模块和镜头动画编辑模块，渲染节点设定模块用于渲染节点的选择与渲染任务的分配，镜头数据库处理模块用于控制渲染节点选择渲染器软件，镜头动画编辑模块用于控制渲染节点利用渲染器软件对待渲染动画文件进行渲染，管理节点通过网络将渲染任务动态分配给各个渲染节点；渲染节点根据渲染任务生成运行脚本，调用合适的渲染器软件，完成3D虚拟动画影像的渲染运算工作，生成3D立体动画，并将3D立体动画的存储于存储设备上。

实施例二

如图2所示，管理节点将对3D虚拟动画影像的渲染要求转化为渲染任务A、渲染任务B和渲染任务C，管理节点中的镜头数据库处理模块负责确定控制渲染节点选择何种渲染器软件，镜头动画编辑模块负责确定渲染节点利用渲染器软件对待渲染动画文件进行何种渲染操作，渲染节点设定模块读取各渲染节点的工作任务列表，将渲染任务发送给任务最少的渲染节点，渲染节点A处于空闲状态，渲染节点B的工作任务列表中只有1个正在处理的渲染任务X，管理节点将渲染任务A、渲染任务B发送给渲染节点A，将渲染任务C发送给渲染节点B：

渲染任务A、渲染任务B被发送到渲染节点A工作任务列表，渲染节点A读取渲染任务A，并自动生成运行脚本A，同时调用渲染器软件3DSMAX，并读取存储设备上对应的待渲染动画文件A，利用3DSMAX对待渲染动画文件进行渲染，渲染完成后将已渲染动画文件A存储到存储设备上，然后自动读取渲染任务B，重复上述操作，生成已渲染动画文件B；

渲染任务C被发送到渲染节点B工作任务列表，渲染节点B完成渲染任务X的渲染工作后，读取渲染任务C，将待渲染动画文件C渲染成已渲染动画文件C。

以上对本发明的两个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (1)

1.一种3D立体动画全流程制作云计算平台，其特征在于包括：动画模块、立体模块、渲染模块和云计算模块；

其中，动画模块包括：

场景模型子模块，用于设定场景模型，

角色模型子模块，用于设定角色模型，

道具模型子模块，用于设定道具模型，

表现子模块，用于设定角色表现的模式，

行动子模块，用于设定角色行动路线，

运算模块，用于根据场景模型、角色模型、道具模型、角色表现的模式和角色行动路线生成动画镜头；

立体模块包括：

虚拟3D摄像机，用于拍摄虚拟3D动画影像，

数控子模块，用于控制虚拟3D摄像机的位置和焦点；

渲染模块包括：

预演算子模块，用于生成3D虚拟动画的预览影像，

管理节点，用于3D虚拟动画影像的渲染控制，管理节点包括渲染节点设定模块、镜头数据库处理模块和镜头动画编辑模块，渲染节点设定模块用于渲染节点的选择与渲染任务的分配，镜头数据库处理模块用于控制渲染节点选择渲染器软件，镜头动画编辑模块用于控制渲染节点利用渲染器软件对待渲染动画文件进行渲染；

云计算模块包括：

渲染节点，用于根据渲染任务生成运行脚本，调用合适的渲染器软件，完成3D虚拟动画影像的渲染运算工作，生成3D立体动画，

存储设备，用于3D立体动画的存储。

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