CN106815828A - 一种生成姿态数据的方法 - Google Patents

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王鹏勃
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Changzhou Extrasensory Intelligent Equipment Co Ltd
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Changzhou Extrasensory Intelligent Equipment Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10016—Video; Image sequence

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Abstract

本发明提供一种生成姿态数据的方法，包括如下步骤：步骤A，根据播放的动画视频数据获取帧数据，对帧数据进行帧操作并确定关键帧；步骤B，根据关键帧以及模型机械结构的类别，调节与类别对应的模型机械结构的当前姿态；步骤C，对关键帧进行插值计算，根据计算结果确定模型机械结构的姿态数据。本发明通过建立模型机械结构，实现动画效果与模型姿态相匹配，从而生成与动画相匹配的机械结构的姿态数据，最终根据不同的机械模型，由姿态数据生成相应的定位数据，以减少现场操作的工作量，并且显著提高了定位数据的精度，从而使机械结构的动作效果更精确更平滑，显著提高了用户体验。

Description

一种生成姿态数据的方法
技术领域
本发明涉及计算机图形技术领域，尤其涉及一种生成姿态数据的方法。
背景技术
目前，应用于国内主题公园、动感影院、游乐场所等的4D模型机械结构，绝大部分都采用现场手动调节的方式生成姿态数据，因此，需要技术人员前往现场调式，从而工作量大，不仅占用了大量人力和时间，而且手动调节的方式使得定位精度低下，模型的动作容易卡顿，导致游客的体验效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生成姿态数据的方法，用以解决现有技术中技术人员现场调式生成姿态数据工作量大且定位精度低的问题。
本发明的第一个方面是提供一种生成姿态数据的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤A，根据播放的动画视频数据获取帧数据，对帧数据进行帧操作并确定关键帧；
步骤B，根据关键帧以及模型机械结构的类别，调节与类别对应的模型机械结构的当前姿态；
步骤C，对关键帧进行插值计算，根据计算结果确定模型机械结构的姿态数据。
进一步的，根据播放的动画视频数据获取帧数据，对帧数据进行帧操作并确定关键帧的操作具体包括：
通过OpenCV模块播放动画视频数据以获取帧数据；
对帧数据进行帧操作以设定关键帧。
进一步的，帧操作具体包括：加减速播放帧、调节帧、定位帧以及重置当前帧的操作。
进一步的，关键帧进行插值计算，根据计算结果确定模型机械结构的姿态数据的操作具体包括：
通过Hermite三阶多项式插值法对关键帧进行插值计算；
根据计算结果调节模型机械结构的姿态以确定姿态数据。
采用上述本发明技术方案的有益效果是：通过建立模型机械结构，实现动画效果与模型姿态相匹配，从而生成与动画相匹配的机械结构的姿态数据，最终根据不同的机械模型，由姿态数据生成相应的定位数据，以减少现场操作的工作量，并且显著提高了定位数据的精度，从而使机械结构的动作效果更精确更平滑，显著提高了用户体验。另外，本发明的方法还具有极强的可拓展性，可以根据实际需求增加不同的模型环境，生成与模型环境相对应的姿态定位数据。
附图说明
图1为本发明生成姿态数据的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明公开了一种生成姿态数据的方法，如图1所示，该方法可以包括如下步骤：
步骤S101，根据播放的动画视频数据获取帧数据，对帧数据进行帧操作并确定关键帧。具体的，在本实施例中，可以通过开源计算机视觉库OpenCV(Open Source Computer Vision Library，简称OpenCV)模块播放动画视频数据以获取帧数据；并对帧数据进行帧操作以设定关键帧。其中，帧操作具体可以包括：加减速播放帧、调节帧、定位帧以及重置当前帧的操作等。
步骤S102，根据关键帧以及模型机械结构的类别，调节与类别对应的模型机械结构的当前姿态。具体的，在本实施例中，可以通过开放图形库OpenGL(Open Graphics Library，简称OpenGL)模块确定模型机械结构的类别，如坐椅类、潜艇类等。
步骤S103，对关键帧进行插值计算，根据计算结果确定模型机械结构的姿态数据。具体的，在本实施例中，可以通过艾米插值Hermite三阶多项式插值法对关键帧进行插值计算，从而根据计算结果调节模型机械结构的姿态以确定姿态数据。
本发明通过建立模型机械结构，实现动画效果与模型姿态相匹配，从而生成与动画相匹配的机械结构的姿态数据，最终根据不同的机械模型，由姿态数据生成相应的定位数据，以减少现场操作的工作量，并且显著提高了定位数据的精度，从而使机械结构的动作效果更精确更平滑，显著提高了用户体验。另外，本发明的方法还具有极强的可拓展性，可以根据实际需求增加不同的模型环境，生成与模型环境相对应的姿态定位数据。
以下通过一个具体的实施例说明本发明方法的原理，本发明的方法基于微软基础类库MFC(Microsoft Foundation Classes，简称MFC)，使用OpenCV和OpenGL相关功能，实现动画效果与模型姿态相匹配，最终根据不同的机械模型，由姿态数据生成相应的定位数据，具体包括以下几个方面：
1.视频显示，采用OpenCV模块读取指定视频的指定帧，映射到PICTURE控件，播放视频(建立65ms计时器，以15hz帧率播放视频，设定视频播放速率，0.5、1、2、4倍可选)；设置全局变量关联到视频，根据实际需求，显示指定帧。
2.模块显示，采用OpenCL模块制作20*30*5的长方体代表平台，通过动态数组建立缓存结合OpenCV，设定观测视角，调整模型至适当位置，读取模型配置档，建立动画与模型姿态实现帧对帧的匹配，并根据视频当前帧状态调节模型姿态，关键帧的操作，包括设定关键帧等。
3.插值计算，采用Hermite三阶多项式插值法，根据关键帧，自动拟合生成其他帧，逐段进行插值计算，其中首尾两帧的斜率固定为零。
4.平台模型参数设置，根据平台物理模型，设定相应的参数配置文件，读取指定配置文件，建立数据转化环境。
5.数据显示，利用OpenCV，构造数据曲线，设置复选框，根据用户需求显示指定参数的变化曲线。
6.数据导入导出，导入姿态数据，检测数据帧数，当帧数一致时进行导入。加载平台结构模块相应DLL，并利用模型配置档进行配置，计算任意帧姿态对应的定位数据，并导出。
本发明基于MFC，利用OpenCV和OpenGL的相关功能，对已有视频进行显示，并对照视频调节机械结构的模型姿态，实现动画效果与模型姿态相匹配，最终根据不同的机械模型，由姿态数据再转化成底层驱动器可用的定位数据。以减少现场操作的工作量，并且显著提高了定位数据的精度，从而使机械结构的动作效果更精确更平滑，显著提高了用户体验。另外，本发明的方法还具有极强的可拓展性，可以根据实际需求增加不同的模型环境，生成与模型环境相对应的姿态定位数据。本发明的方法主要应用于交互游戏、增强现实游戏、动感场景、动感座椅和动感电影等注重游戏体验的项目，常见于主题公园和游乐场所等。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种生成姿态数据的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤A，根据播放的动画视频数据获取帧数据，对所述帧数据进行帧操作并确定关键帧；
步骤B，根据所述关键帧以及模型机械结构的类别，调节与所述类别对应的模型机械结构的当前姿态；
步骤C，对所述关键帧进行插值计算，根据计算结果确定所述模型机械结构的姿态数据。
2.根据权利要求1所述的生成姿态数据的方法，其特征在于，所述根据播放的动画视频数据获取帧数据，对所述帧数据进行帧操作并确定关键帧的操作具体包括：
通过OpenCV模块播放动画视频数据以获取帧数据；
对所述帧数据进行帧操作以设定关键帧。
3.根据权利要求1或2所述的生成姿态数据的方法，其特征在于，所述帧操作具体包括：加减速播放帧、调节帧、定位帧以及重置当前帧的操作。
4.根据权利要求1或2所述的生成姿态数据的方法，其特征在于，所述对所述关键帧进行插值计算，根据计算结果确定所述模型机械结构的姿态数据的操作具体包括：
通过Hermite三阶多项式插值法对所述关键帧进行插值计算；
根据计算结果调节所述模型机械结构的姿态以确定姿态数据。
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