CN104050703A - 使用曲线来模拟软体变形 - Google Patents

Abstract

公开了在计算机生成的角色中使用曲线来模拟软体变形。一种方法可包括存取参考模型，所述参考模型被映射到所述角色的一个或多个变形曲线。所述参考模型可包括表示所述角色的软体层的顶点的网格。所述变形曲线可包括选择用于映射的多个采样点。所述模型上的每个网格顶点可被映射到所述曲线上的每个采样点，以在其间建立关系以用于变形。所述方法还可以包括接收所述曲线上的一个或多个采样点到期望变形位置的运动。所述方法还可以包括基于采样点的运动计算所述模型上的所述网格顶点的初级运动和次级运动。所述方法可按照计算将所述网格顶点移动到期望的变形位置并输出具有所述移动顶点的所述参考模型进行表现，以模拟所述角色的所述软体变形。

Description

使用曲线来模拟软体变形

技术领域

本公开涉及计算机生成的动画，且更明确而言，涉及在计算机生成的动画中使用曲线来模拟软体变形。

背景技术

在计算机动画的领域中，计算机生成的角色通常使用由软体层覆盖的骨架结构来建模。艺术家可通过骨架结构中的骨骼和关节的运动来实现动画的视觉效果。软体层响应于通过由所述层表示的皮肤、肌肉和软组织的变形的骨架结构运动而移动或变形。因为计算机生成的角色的软体层对计算机动画的观看者在外表上可见，所以软体变形对计算机生成的角色赋予视觉上近似真实的外观是重要的。

然而，在一些情况下，为了实现视觉上近似真实的外观，需要艺术家大量的手动输入来定义软体变形，这可能是项耗时的任务。在其它情况下，软体变形技术可能在其实现这种外观的能力上受限。在还有其它情况下，软体变形技术对实现这种外观可能在计算上较昂贵。

因而，需要一种以时间和计算上高效的方式执行变形的软体变形技术。

发明概述

本文涉及在计算机生成的角色中使用曲线来模拟软体变形。一种方法可包括存取参考模型，其被映射到计算机生成的角色的一个或多个变形曲线。所述参考模型可包括表示角色的软体层的顶点的网格。所述变形曲线可包括选择用于映射的多个采样点。模型上的每个网格顶点可被映射到曲线上的每个采样点，以在其间建立关系以用于变形。所述方法还可以包括接收曲线上一个或多个采样点到期望的变形位置的运动。所述方法还可以包括基于所述采样点的运动计算模型上的网格顶点的初级运动和次级运动。所述方法可以按照计算将网格顶点移动到期望的变形位置并输出具有移动顶点的参考模型进行表现，以模拟角色的软体变形。

计算机生成的角色中使用曲线来模拟软体动画可实现若干优点。曲线可用仅少量的采样点来提供显著变形控制。曲线可将角色的软体的较小区域作为目标，以便提供细纹理的变形。曲线可提供实质上使从艺术家的输入和艺术家需要执行变形的时间降到最少的更简单的变形途径。

附图简述

本申请可通过与附图协力参考下文的描述而最佳地被理解，其中相同部分可由相同数字来指代。

图1A至图1D图示了源自使用曲线来模拟软体变形的动画的示例性计算机生成的角色。

图2图示了用于在计算机生成的角色中使用曲线来模拟软体变形的示例性方法。

图3A和图3B图示了用于建立计算机生成的角色的软体模型的示例性方法，所述软体模型上使用曲线来模拟软体变形。

图4A和图4B图示了在计算机生成的角色中使用曲线来模拟初级软体变形的示例性方法。

图5A和图5B图示了在计算机生成的角色中使用曲线来模拟次级软体变形的示例性方法。

图6图示了在计算机生成的角色中使用曲线来微调模拟软体变形的示例性方法。

图7A至图7C图示了在计算机生成的角色中用于模拟软体变形的示例性曲线状态。

图8图示了在计算机生成的角色中使用曲线来模拟软体变形的示例性动画系统。

发明详述

呈现以下描述来使本领域一般技术人员能够制造和使用各种实施方案。特定设备、技术和应用的描述仅作为实例提供。对本文中描述的实例的各种修改将对本领域一般技术人员容易地显而易见，且在不脱离本技术的精神和范围的情况下，本文中定义的一般原理可应用于其它实例和应用。因此，所公开的技术并非意在限于本文中描述和示出的实例，而是符合与权利要求一致的范围。

本文涉及在计算机生成的角色中使用曲线来模拟软体变形。一种方法可包括存取参考模型，其被映射到所述角色的一个或多个变形曲线。所述参考模型可包括表示角色的软体层的顶点的网格。所述变形曲线可包括选择用于映射的多个采样点。模型上的每个网格顶点可被映射到曲线上的每个采样点，以在其间建立关系以用于变形。方法还可以包括接收曲线上一个或多个采样点到期望的变形位置的运动。方法还可以包括基于所述采样点的运动计算模型上的网格顶点的初级运动和次级运动。方法可以按照计算将网格顶点移动到期望的变形位置并输出具有移动顶点的参考模型进行表现，以模拟角色的软体变形。

在计算机生成的角色中使用曲线来模拟软体动画可实现若干优点。首先，曲线可用仅少量的采样点来提供显著变形控制。第二，曲线可将角色的软体的较小区域作为目标，以便提供细纹理的变形。第三，曲线可提供实质上使从艺术家的输入和艺术家需要执行变形的时间降到最少的更简单的变形途径。

虽然本描述描述了软体变形，但是应理解，所述变形可应用于能够被变形的任何对象，例如，海绵，乳胶、纸张或类似物。

图1A至图1D图示了来自动画的示例性计算机生成的角色，所述动画用使用曲线来模拟软体变形的方法表现，如在下文详细描述。图1A图示处于参考姿势的计算机生成的角色。在图1A中，具有六个点116的变形曲线114被投影到角色上以示出曲线在角色的软体参考模型中所处的位置。图1B图示了以图1A的变形曲线映射的角色的软体参考模型。在图1B中，网格参考模型在角色外部被成型以表示其软体层，且具有六个采样点的变形曲线被投影到所述模型上。参考模型的网格顶点118被映射到变形曲线114上的六个采样点116，使得网格顶点的运动或变形可被采样点控制。图1C图示在角色的腹部已使用本文中描述的软体变形方法变形之后的图1A的角色。图1A与图1C中的变形曲线114之间的对比示出图1C中的曲线点116（从顶部数下来第四个点）已从角色身体向外移动或变形，导致一些其它曲线点（从顶部数下来第二、第三和第五个点）类似地向外移动或变形。曲线点的运动或变形已导致对应于参考模型中的映射的网格顶点的腹部部分的运动。图1D图示了图1B的变形的参考模型。图1B与图1D中的网格顶点118之间的对比示出对应于腹部的网格顶点已经如由曲线点（从顶部数下来第二、第三、第四和第五个点）所控制而向外移动或变形。网格顶点的运动在曲线点的运动方向和曲线点运动的法线方向两者上。

图2图示了在计算机生成的角色中使用曲线来模拟软体变形的示例性方法。在图2中，一个或多个变形曲线可被映射到计算机生成的角色的参考模型，如图1B中所示（205）。在一些实例中，参考模型可以是对角色外部成型的网格以表示角色的软体层。在一些实例中，曲线可以是纵向映射到参考模型上的B样条曲线。一个或多个曲线可被变形以导致映射到其的网格部分也变形，从而在软体层中建立视觉上近似真实的外观，如图1D中所示（210）。变形的参考模型可被输出用于表现角色，如图1C中所示（215）。方法将在下文详细描述。

图3A和图3B图示了如图2中描述的用于将参考模型映射到一个或多个变形曲线的示例性方法。在图3A中，可提供软体参考模型和一个或多个变形曲线（305）。如上文所述，参考模型可以是被成型来表示角色的软体层的网格。变形曲线可以参考状态或未变形状态提供。变形曲线可被投影到参考模型的表面几何以遵循所述表面（310）。如上文所述，变形曲线可纵向地定位在模型表面上。变形曲线上的许多采样点可被设置用于映射（315）。在一些实例中，采样点的数量可以是50个。所述点可沿着曲线以相同距离或不同距离间隔开。还可以计算曲线上的每个采样点的法线上的矢量(320)。

对于参考模型上的每个网格顶点，可计算曲线上的加权平均参数位置，且使其与网格顶点相关（325）。加权平均参数位置与网格顶点之间的相关性可有效地将网格顶点与曲线捆绑，使得当曲线变形时，网格顶点也基于参数位置变形。用于计算加权平均参数位置的示例性方法在下文图3B中描述。对于每个网格顶点，可计算加权平均参数位置与所述网格顶点之间的测地距离和测地曲率（330）。测地曲率可定义为变形曲线上的采样点与参考模型上的网格顶点之间的曲率。对于每个网格顶点，可将高斯函数应用于所计算的测地距离和测地曲率以确定所述网格顶点相对于曲线的初级变形权重（335）。对于每个网格顶点，可将双重高斯函数应用于所计算的测地距离以确定所述网格顶点相对于曲线的次级变形权重（340）。双重高斯函数可被定义为高斯函数乘以二次函数以提供环形输出。可使用初级权重和次级权重来计算当曲线变形时网格顶点变形多少，如在下文中详细描述。对于每个网格顶点，可存储加权平均参数位置以及初级权重和次级权重以后续在角色上执行软体变形时使用（345）。

如上文所描述，参考模型中的每个网格顶点可重复步骤（325）至（345）以确定网格顶点相对于变形曲线的权重。或者，加权可限于变形曲线的近距离内的网格顶点。

映射到参考模型上的每个变形曲线可重复步骤（310）至（345）使得曲线可变形，从而导致参考模型也变形。在一些实例中，可使用单个变形曲线以使参考模型变形。

图3B图示了变形曲线上的加权平均参数位置相对于网格顶点的计算（325），如图3A中所描述。应理解，参考模型中的每个网格顶点可重复图3B的方法。在图3B中，在变形曲线上的每个采样点可确定三个测地距离：（a）网格顶点与所述采样点之间的测地距离；（b）网格顶点与邻近所述采样点的另一采样点之间的测地距离；和（c）所述采样点与邻近采样点之间的测地距离（360）。在每个采样点，可在三边测量中使用三个测地距离来计算所述采样点的参数位置及其到网格顶点的最近距离（365）。在每个采样点，可将逆距离函数应用到所述计算的参数位置以对参数位置加权（370）。在已计算曲线上的所有采样点的加权参数位置之后，可基于这些加权参数位置计算加权平均参数位置（375）。所述方法可接着进行到图3A中的步骤（330）。

在替代实例中，可计算欧几里得距离（325）,（360），而不是计算测地距离。在另一替代实例中，可使用特定轮廓曲线（而不是使用高斯函数）来确定网格顶点权重（335）。在另一替代实例中，可使用仿射变换（而不是使用基于矢量的计算来确定网格顶点权重）来定义当变形时网格顶点的平移、缩放和旋转（335）,（340）。

在一些实例中，映射可以是静态过程，其中参考模型在操作前被映射到一个或多个变形曲线，且接着在角色上执行软体变形时重复使用。在一些实例中，映射可以是动态过程，其中作为软体变形中的第一步骤，参考模型被映射到一个或多个变形曲线。

软体变形可包括两种类型-初级变形和次级变形。初级变形可涉及软体从其参考状态或未变形状态移动或变形到变形状态的软体运动。例如，从平坦腹部（参考状态）到凹进腹部（变形状态）的运动可将腹部朝身体向内收缩（初级变形）。次级变形可涉及软体由于初级变形而在其它方向上移动或变形的软体运动。次级变形可模拟软体体积的保持，其中通过初级变形转移的软体体积必须容纳于软体上的别处，以便提供视觉上近似真实的外观。例如，角色的凹进腹部（初级变形）可转移角色的软体体积，从而导致角色在变形腹部位置处的侧面从身体向外膨胀（次级变形）以容纳所述体积。

图4A和图4B图示了使用一个或多个变形曲线来模拟初级软体变形的示例性方法。在图4A中，与如图3A和图3B中描述的一个或多个变形曲线映射的参考模型可被存取（405）。可设置各种参数来控制软体变形的范围，即，参考模型的变形看起来将如何（410）。可设置一个示例性参数，衰减距离来定义从变形曲线上的采样点的最大测地距离。当采样点移动或变形时，衰减距离可将移动或变形的网格顶点约束在仅在所述距离之内。较小衰减距离可指示更局部化的变形；而较大衰减距离可指示更宽广的变形。典型的衰减距离是10个单元。

可设置另一示例性参数，衰减曲率来定义关于变形曲线上的采样点的最大测地曲率。当采样点移动或变形时，衰减曲率可将移动或变形的网格顶点约束在仅在所述曲率之内。较小衰减曲率可指示更孤立的变形，例如，在特定身体区域中；而较大衰减曲率可指示更深远的变形，例如，第一身体区域中以及从所述第一区域弯曲开或绕着第一区域的邻近区域中。典型的衰减曲率是135度。这种135度的曲率可将角色的正面从其背面孤立且反之亦然，使得例如角色腹部的变形不会导致角色的下背变形。

衰减距离和/或衰减曲率可帮助定义用于将参考模型加权的高斯函数。结果，当设置衰减距离和/或衰减曲率时，可相应地调整每个网格顶点的权重。每个网格顶点可随着由高斯函数定义且由权重确定的曲线移动，以沿着变形曲线的长度和离开曲线的其它方向提供平滑变形形状或衰减。

接着，可接收变形曲线上的采样点中的一个的选择以控制变形（415）。在一些实例中，所述选择可从用户接收。在一些实例中，所述选择可从另一算法接收。采样点可与将要变形的参考模型上的软体位置相符。可接收采样点从其在曲线中的原始位置或参考位置的运动或变形（420）。在一些实例中，可基于用户的输入接收运动或变形。在一些实例中，可基于另一算法的输入接收运动或变形。在一些实例中，采样点可从参考模型向外移开以模拟膨胀。所述点可在任何方向上且以离开模型的任何角度移动。在一些实例中，采样点可朝参考模型向内移动以模拟凹陷。所述点可在任何方向上或以进入模型的任何角度移动。在一些实例中，采样点可沿着参考模型的平面移动以模拟移位。所述点可在任何方向上或以在模型平面内的任何角度移动。因为采样点是变形曲线的一部分，所以其运动可导致曲线上的其它采样点沿着相同矢量方向移动或变形以提供沿着曲线的平滑衰减。

基于采样点的运动或变形，可计算参考模型上的网格顶点的运动或变形（425）。用于计算运动或变形的示例性方法在下文图4B中描述。参考模型上的网格顶点可接着以所计算的变形曲线沿着矢量方向移动的量来移动或变形（430）。

图4B图示了网格顶点的运动或变形的计算（425），如图4A中所描述。应理解，参考模型中的每个网格顶点可重复图4B的方法。在图4B中，可计算存储的加权平均参数位置处的运动前的变形曲线与运动后的曲线之间的偏移（460）。在一些实例中，偏移可以是欧几里得偏移。在一些实例中，偏移可以是完全仿射偏移。网格顶点的运动可以是由存储的初级变形权重减弱的计算的偏移（465）。方法可接着进行到图4A中的步骤（430）。

除初级变形以外，次级变形可作为初级变形的结果出现。图5A和图5B图示了使用一个或多个变形曲线来模拟次级软体变形的示例性方法。在图5A中，可设置各种参数来控制参考模型的次级软体变形的范围（505）。至于初级变形，可设置对于次级变形的衰减距离和衰减曲率。可对初级变形是否在从参考模型向外或向内的方向上进行确定（510）。如果初级变形在向外或向内的方向上（510），那么可完成次级变形来模拟视觉上近似真实的外观的体积保持。

如上文所描述，在参考模型映射期间可计算变形曲线上的每个采样点的法线矢量。在图5A中，可计算垂直于选择用于初级变形的曲线上的采样点的法线矢量的矢量（515）。垂直矢量可在由法线矢量和网格顶点位置与采样点的移动前或变形前的位置之间的矢量所形成的平面中。基于变形曲线上采样点的运动或变形，可计算网格顶点沿着垂直矢量在网格顶点方向上的移动或变形（520）。用来计算运动或变形的示例性方法在下文图5B中描述。参考模型上的网格顶点可以所计算的沿着垂直矢量的量来移动或变形（525）。

如果初级变形与参考模型在平面内（510），那么可忽略次级变形。

图3B图示了网格顶点的运动或变形的计算（520），如图5A中所描述。应理解，参考模型中的每个网格顶点可重复图5B的方法。在图4B中，所存储的次级变形权重可基于法线矢量与初级变形矢量之间的对齐以及法线矢量与网格顶点的位置和采样点在移动前或变形前的位置之间的矢量之间的对齐来减弱（560）。法线矢量与初级变形矢量之间的对齐越接近，权重的减弱越小。类似地，法线矢量与网格顶点位置和采样点在移动前或变形前的位置之间的矢量之间的对齐越接近，权重的减弱越小。网格顶点的运动可以是用减弱的次级变形权重（565）所减弱的所计算的偏移（见图4B中的步骤（460））。方法可接着进行到图5A中的步骤（525）。

角色的骨架结构的运动学变形也可以导致软体层变形。在一些情况中，所得的软体变形需要被进一步变形以提供视觉上近似真实的外观。图6图示了使用曲线来微调前一变形的示例性方法。在图6中，可在计算机生成的角色上执行运动学变形（605）。这可导致参考模型和一个或多个变形曲线映射到所述计算机生成的角色，如图3A和图3B中所描述，以与运动学变形一致地变形（610）。变形的模型可被存取（615）。可接收变形曲线上的采样点中的一个的选择以控制进一步的变形（620）。可接收采样点从曲线中其的运动学变形位置的运动或变形（625）。曲线上的其它采样点可相对于所述采样点的运动来移动或变形。基于采样点的所述运动或变形，可计算变形的参考模型上的网格顶点的运动或变形（630）。运动或变形可被计算，如图4A、图4B、图5A和图5B中所描述。变形的参考模型上的网格顶点可接着以所计算的沿着变形曲线移动的矢量的量来进一步移动或变形（635）。

作为变形曲线的直接运动（620）的替代，可使用其它变形技术，包括但不限于松弛，沿着曲线滑动，和类似技术。

图7A至图7C图示了图6中的变形曲线的示例性状态。图7A图示了变形曲线的参考状态或未变形状态，具有采样点1至4。图7B图示了在角色向前屈身且软体参考模型收缩的运动学变形之后的图7A的变形曲线。变形曲线在点1、2和3处与运动学变形一致地变形。图7C图示了在进一步软体变形以使参考模型从身体向外变形之后的图7B的变形曲线。变形曲线在点4处被移动且变形曲线在点3处响应地变形。

应理解，软体变形不限于图2至图6的方法，但可包括能够执行变形的其它和/或额外步骤。

图8图示了在计算机生成的角色中使用如上文描述的曲线可用于模拟软体变形的示例性动画系统800。软体变形可例如以存储在非临时性计算机可读存储介质上的硬件或软件实施。系统可被配置来将曲线映射到参考软体模型且使用曲线来模拟软体模型上的变形。系统还可以被配置来接收来自用户的输入并基于软体变形而显示动画的图形、图像或场景。

动画系统800可被配置来从输入设备820接收用户输入。输入设备820可以是从用户接收输入且将其传输到动画系统800的任何设备。例如，输入设备可以是键盘、鼠标、平板电脑、触针或类似物。本领域技术人员将认识到还可以使用其它类型的输入设备。

动画系统800可被配置来将动画的图形、图像或场景输出到显示设备830。显示设备830可以是从动画系统接收数据且将其呈现给用户的任何设备。例如，显示设备可以是液晶显示器、发光二极管组、投影仪或类似物。本领域技术人员将认识到还可以使用其它类型的输出设备。

动画系统800可包括中央处理单元802。中央处理单元可包括一个或多个处理核。中央处理单元802可耦接到输入设备820并能与输入设备820通信。虽然动画系统800被图示有一个中央处理单元802，但是动画系统800可具有多个处理单元。动画系统800还可以包括图形处理单元804。图形处理单元804可被专用于处理与图形有关的数据。图形处理单元804可包括单个处理核或多个处理核。虽然动画系统800被图示有一个图形处理单元804，但是动画系统800可具有多个图形处理单元。中央处理单元802和/或图形处理单元804可耦接到输出设备830并能够将数据传递到输出设备830。

在一个实例中，动画系统800可包括一个或多个处理器和存储在非临时性计算机可读存储介质中的指令，如存储器或存储设备，其当由一个或多个处理器执行时使用曲线来模拟软体变形，如上文所描述。在本文中描述的实施方案的上下文中，“非临时性计算机可读存储介质”可以是包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与其连接的程序的任何介质。非临时性计算机可读存储介质可包括但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外线或半导体系统、装置或设备，便携式计算机磁盘（磁性）、随机存取存储器（RAM）（磁性）、只读存储器（ROM）（磁性）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）（磁性）、便携式光盘，如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW或闪速存储器，如小型闪存卡、安全数码卡、USB存储器设备、内存条，和类似物。

动画系统800可包括易失存储器806，其是非临时性计算机可读存储介质且与中央处理单元802通信。易失存储器806例如可以是随机存取存储器，如动态随机存取存储器或静态随机存取存储器，或任何其它类型的易失存储器。易失存储器806可用于在动画系统800的操作期间存储数据或指令。本领域技术人员将认识到还可以使用其它类型的易失存储器。

动画系统800还可以包括非易失存储器808，其是非临时性计算机可读存储介质且与中央处理单元802通信。非易失存储器808可包括闪存存储器、硬盘、磁性存储设备、只读存储器或类似物。非易失存储器808可用于存储动画数据，表现设置图形数据、计算机指令或任何其它信息。本领域技术人员将认识到还可以使用其它类型的非易失存储器。

动画系统800不限于上文描述的设备、配置和功能。例如，虽然图示了单个易失存储器806、非易失存储器808、中央处理单元802、图形处理单元804、输入设备820和输出设备830，但是可实施在动画系统800内部或外部的多个任何这些设备。此外，动画系统800可包括用于存取网络（如内部网或互联网）上的信息的网络存取设备。本领域技术人员将认识到可使用动画系统800的其它配置。

本文中描述了各种示例性实施方案。以非限制性的意义对这些实例进行参考。其被提供来图示所公开的技术的更广泛可适用的方面。在未脱离各种实施方案的真实精神和范围的情况下可进行各种改变且可对等效物进行替换。此外，可进行许多修改以适应各种实施方案的目的、精神或范围的特定情况、材料、物质组成、过程、过程动作或步骤。此外，如将被本领域技术人员所了解，本文中描述和图示的每个个别变动具有分立组件和特征，其在不脱离各种实施方案的范围或精神的情况下可容易地与任何其它若干个实施方案的特征分离或组合。

Claims (25)

1.一种在计算机动画中使用曲线来模拟软体变形的方法，所述方法包括：

存取参考模型，其被映射到计算机生成的角色的变形曲线，所述参考模型包括表示所述角色的软体层的顶点的网格，且所述变形曲线包括多个采样点，其中所述模型的每个顶点被映射到所述曲线的每个点；

接收所述曲线上的至少一个点的运动；

基于所述曲线上的所述至少一个点的运动计算所述模型的所述顶点的初级运动；

基于所述曲线上的所述至少一个点的运动计算所述模型的所述顶点的次级运动；

根据所述计算的初级运动和次级运动移动所述模型的顶点；和

输出具有所述移动顶点的所述模型进行表现，以模拟所述角色的所述软体变形。

2.根据权利要求1所述的方法，其中计算所述顶点的初级运动包括：

在所述至少一个点的运动之前和之后计算所述曲线上的所述至少一个点的位置之间的偏移；和

对所述计算的偏移加权以确定所述顶点的所述初级运动。

3.根据权利要求1所述的方法，其中计算所述顶点的次级运动包括：

在所述至少一个点的运动之前和之后计算所述曲线上的所述至少一个点的位置之间的偏移；

计算垂直于所述曲线的法线方向的矢量；和

对所述计算的偏移加权以确定所述顶点在关于所述垂直矢量的方向上的所述次级运动。

4.根据权利要求1所述的方法，其中移动所述顶点包括：

沿着所述至少一个点的运动的矢量方向执行所述顶点的所述初级运动。

5.根据权利要求1所述的方法，其中移动所述顶点包括：

垂直于所述至少一个点的运动的矢量方向执行所述顶点的所述次级运动。

6.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

接收所述至少一个点的第二运动以对所述至少一个点的运动微调。

7.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

执行所述模型的每个顶点到所述曲线的每个点的映射；

基于其间的测地距离和测地曲率计算每个顶点相对于每个点的初级权重；

基于其间的所述测地距离计算每个顶点相对于每个点的次级权重；和

使用所述计算的初级权重和次级权重来计算所述顶点的各自初级运动和次级运动。

8.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

计算对所述曲线的每个点的法线矢量；和

使用所述计算的法线矢量计算所述顶点的所述次级运动。

9.一种非临时性计算机可读存储介质，其包括用来在计算机动画中使用曲线以模拟软体变形的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令包括用于以下步骤的指令：

存取参考模型，其被映射到计算机生成的角色的变形曲线，所述参考模型包括表示所述角色的软体层的顶点的网格，且所述变形曲线包括多个采样点，其中所述模型的每个顶点被映射到所述曲线的每个点；

接收所述曲线上的至少一个点的运动；

基于所述曲线上的所述至少一个点的运动计算所述模型的所述顶点的初级运动；

基于所述曲线上的所述至少一个点的运动计算所述模型的所述顶点的次级运动；

根据所述计算的初级运动和次级运动移动所述模型的顶点；和

输出具有所述移动顶点的所述模型进行表现，以模拟所述角色的所述软体变形。

10.根据权利要求9所述的计算机可读存储介质，其中计算所述顶点的初级运动包括：

在所述至少一个点的运动之前和之后计算所述曲线上的所述至少一个点的位置之间的偏移；和

对所述计算的偏移加权以确定所述顶点的所述初级运动。

11.根据权利要求9所述的计算机可读存储介质，其中计算所述顶点的次级运动包括：

在所述至少一个点的运动之前和之后计算所述曲线上的所述至少一个点的位置之间的偏移；

计算垂直于所述曲线的法线方向的矢量；和

对所述计算的偏移加权以确定所述顶点在关于所述垂直矢量的方向上的所述次级运动。

12.根据权利要求9所述的计算机可读存储介质，其中移动所述顶点包括：

沿着所述至少一个点的所述运动的矢量方向执行所述顶点的所述初级运动。

13.根据权利要求9所述的计算机可读存储介质，其中移动所述顶点包括：

垂直于所述至少一个点的运动的矢量方向执行所述顶点的所述次级运动。

14.根据权利要求9所述的计算机可读存储介质，其还包括：

接收所述至少一个点的第二运动以对所述至少一个点的运动微调。

15.根据权利要求9所述的计算机可读存储介质，其还包括：

执行所述模型的每个顶点到所述曲线的每个点的映射；

基于其间的测地距离和测地曲率计算每个顶点相对于每个点的初级权重；

基于其间的所述测地距离计算每个顶点相对于每个点的次级权重；和

使用所述计算的初级权重和次级权重来计算所述顶点的各自初级运动和次级运动。

16.根据权利要求9所述的计算机可读存储介质，其还包括：

计算对所述曲线的每个点的法线矢量；和

使用所述计算的法线矢量计算所述顶点的所述次级运动。

17.一种在计算机动画中使用曲线来模拟软体变形的装置，所述装置包括：

存储器，其被配置来存储数据；和

计算机处理器，其被配置来：

存取参考模型，其被映射到计算机生成的角色的变形曲线，所述参考模型包括表示所述角色的软体层的顶点的网格，且所述变形曲线包括多个采样点，其中所述模型的每个顶点被映射到所述曲线的每个点；

接收所述曲线上的至少一个点的运动；

基于所述曲线上的所述至少一个点的运动计算所述模型的所述顶点的初级运动；

基于所述曲线上的所述至少一个点的运动计算所述模型的所述顶点的次级运动；

根据所述计算的初级运动和次级运动移动所述模型的顶点；和

输出具有所述移动顶点的所述模型进行表现，以模拟所述角色的所述软体变形。

18.根据权利要求17所述的装置，其中所述计算机处理器被配置来计算所述顶点的初级运动：

在所述至少一个点的运动之前和之后计算所述曲线上的所述至少一个点的位置之间的偏移；和

对所述计算的偏移加权以确定所述顶点的所述初级运动。

19.根据权利要求17所述的装置，其中所述计算机处理器被配置来计算所述顶点的次级运动：

计算在所述至少一个点的运动之前和之后所述曲线上的所述至少一个点的位置之间的偏移；

计算垂直于所述曲线的法线方向的矢量；和

对所述计算的偏移加权以确定所述顶点在关于所述垂直矢量的方向上的所述次级运动。

20.根据权利要求17所述的装置，其中所述计算机处理器被配置来移动所述顶点：

沿着所述至少一个点的运动的矢量方向执行所述顶点的所述初级运动。

21.根据权利要求17所述的装置，其中所述计算机处理器还被配置来移动所述顶点：

垂直于所述至少一个点的运动的矢量方向执行所述顶点的所述次级运动。

22.根据权利要求17所述的装置，其中所述计算机处理器还被配置来：

接收所述至少一个点的第二运动以对所述至少一个点的运动微调。

23.根据权利要求17所述的装置，其中所述计算机处理器还被配置来：

执行所述模型的每个顶点到所述曲线的每个点的映射；

基于其间的测地距离和测地曲率计算每个顶点相对于每个点的初级权重；

基于其间的所述测地距离计算每个顶点相对于每个点的次级权重；和

使用所述计算的初级权重和次级权重来计算所述顶点的各自初级运动和次级运动。

24.根据权利要求17所述的装置，其中所述计算机处理器还被配置来：

计算对所述曲线的每个点的法线矢量；和

使用所述计算的法线矢量计算所述顶点的所述次级运动。

25.一种在计算机动画中使用曲线来模拟软体变形的方法，所述方法包括：

存取参考模型，其被映射到计算机生成的角色的变形曲线，所述参考模型包括表示所述角色的软体层的顶点的网格，且所述变形曲线包括多个采样点，其中所述模型的每个顶点被映射到所述曲线的每个点；

接收所述曲线上的至少一个点的变形；

在所述至少一个点的所述变形的矢量方向上执行所述模型的所述顶点的第一变形；

在对所述至少一个点的所述变形的矢量方向的垂直方向上执行所述模型的所述顶点的第二变形；和

输出包括所述第一变形和第二变形的所述模型进行表现，以模拟所述角色的所述软体变形。