CN109598774A - 一种特效数据渲染方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种特效数据渲染方法和装置，其中，所述方法包括获取在时间轴上各个动画帧的数据文件集，数据文件集内包括用于表征各个动画帧内所使用特效元素的特效数据；解析数据文件集获得特效数据；按预设规则重构特效数据以生成重构数据文件；根据重构数据文件还原各个动画帧的特效内容，以对时间轴上各个动画帧进行数据渲染。本发明公开的方案能够提高特效渲染的效率，降低特效渲染的成本并提高特效渲染的效果。

Description

一种特效数据渲染方法和装置
技术领域
本发明属于计算机图形图像处理技术领域，具体涉及一种特效数据渲染方法和装置。
背景技术
影视特效作为电影产业中不可或缺的元素之一，为电影、电视的发展做出了巨大的贡献，目前，无论是从科幻、魔幻的电影大片，超级网剧为代表的电视剧，还是以CG动画为代表的番剧，对特效需求和比重越来越大，使得高质量的特效内容拥有非常大的市场需求。
但是在现有的特效渲染流程中，由于不同的应用软件支持的数据交互格式并不相同，因此导致高质量的特效渲染将花费巨大的时间成本、数据存储成本和数据交换成本，使得一直以来特效渲染效率低下而制作成本急剧上涨，造成资源的巨大浪费，此外，在数据交互时，一些特效的数据量和表现也会受到限制，例如粒子特效中的粒子数量、特效数据存储的类型等，往往使得影视制作的制作时间过长，制作结果差强人意，给电影、电视的三维制作带来了极大的困难。
因此，如何提高特效渲染的效率，降低特效渲染的成本并提高特效渲染的效果成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于如何提高特效渲染的效率，降低特效渲染的成本并提高特效渲染的效果。
为此，根据第一方面，本发明实施例公开了一种特效数据渲染方法，包括：
获取在时间轴上各个动画帧的数据文件集，数据文件集内包括用于表征各个动画帧内所使用特效元素的特效数据；解析数据文件集获得特效数据；按预设规则重构特效数据以生成重构数据文件；根据重构数据文件还原各个动画帧的特效内容，以对时间轴上各个动画帧进行数据渲染。
可选地，解析数据文件集获得特效数据包括：解析数据文件集以获取特效数据所表征的各个动画帧所使用的特效元素信息；按预设规则重构特效数据以生成重构数据文件包括：根据特效元素信息按与特效元素相对应的预设方式更改特效数据以生成重构数据文件。
可选地，根据重构数据文件还原各个动画帧的特效内容，以对时间轴上各个动画帧进行数据渲染包括：基于特效元素信息匹配与特效元素信息相对应的渲染组件；根据重构数据文件通过渲染组件对各个动画帧的特效内容进行还原和渲染。
可选地，数据文件集为以二进制格式进行存储的数据文件。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种特效数据渲染装置，包括：
数据文件集模块，用于获取在时间轴上各个动画帧的数据文件集，数据文件集内包括用于表征各个动画帧内所使用特效元素的特效数据；数据解析模块，用于解析数据文件集获得特效数据；数据重构模块，用于按预设规则重构特效数据以生成重构数据文件；数据还原模块，用于根据重构数据文件还原各个动画帧的特效内容，以对时间轴上各个动画帧进行数据渲染。
可选地，数据解析模块包括：特效元素单元，用于解析数据文件集以获取特效数据所表征的各个动画帧所使用的特效元素信息；数据重构模块包括：信息更改单元，用于根据特效元素信息按与特效元素相对应的预设方式更改特效数据以生成重构数据文件。
可选地，数据还原模块包括：组件匹配单元，用于基于特效元素信息匹配与特效元素信息相对应的渲染组件；组件渲染单元，用于根据重构数据文件通过渲染组件对各个动画帧的特效内容进行还原和渲染。
可选地，数据文件集为以二进制格式进行存储的数据文件。
根据第三方面，本发明提供了一种计算机装置，包括处理器，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序实现上述第一方面任意一项的特效数据渲染方法。
根据第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，处理器用于执行存储介质中存储的计算机程序实现上述第一方面任意一项的特效数据渲染方法。
本发明的有益效果在于：
本发明实施例公开的一种特效数据渲染方法和装置，首先获取到时间轴上各个动画帧的数据文件集，其中数据文件集内包括了用于表征各个动画帧内所使用特效元素的特效数据，随后解析该数据文件集从而得到特效数据，并按照预设规则对解析得到的特效数据进行重构，进而生成重构数据文件，然后根据重构后的重构数据文件还原各个动画帧内的特效内容，对时间轴上各个动画帧进行数据渲染。相对于现有技术中直接将特效数据进行导入渲染的方案，本发明实施例公开的方案通过对特效数据进行重构，改变特效数据的表现形式，从而使得修改后的数据得到渲染软件的支持，然后在渲染软件内调用重构数据进行数据渲染，进而提高渲染效率并且提高渲染质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种特效数据渲染方法的流程图；
图2为本发明实施例一种特效数据渲染装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了提高特效渲染的效率，降低特效渲染的成本并提高特效渲染的效果，本发明实施例公开了一种特效数据渲染方法，适用于Houdini与UnrealEngine4(以下简称UE4)。请参考图1，为本实施例公开的一种特效数据渲染方法流程图，该一种特效数据渲染方法包括：
步骤S101，获取在时间轴上各个动画帧的数据文件集。
在本实施例中，数据文件集内包括用于表征各个动画帧内所使用特效元素的特效数据，且数据文件集为以二进制格式进行存储的数据文件。Houdini与UE4之间的数据交互采用二进制载体，而不是采用传统的纹理和模型载体的方式，能够突破UE4在渲染上的数据限制，例如粒子数量、纹理尺寸、对象投影等等，并且提高渲染效率。在具体实施过程中，特效元素是不同的特效类型元素，在本实施例中，特效元素包括粒子类型、体积类型、流体类型和网格类型。在具体实施例中，对Houdini所发送的数据文件集进行处理时，可以同时对全部数据文件集一次进行获取，也可以分段多次进行获取。
步骤S102，解析数据文件集获得特效数据。
在本实施例中，步骤S102具体的包括：解析数据文件集以获取特效数据所表征的各个动画帧所使用的特效元素信息。对获取到的数据文件集进行解析，从而获得各个动画帧内所使用的特效元素信息。
步骤S103，按预设规则重构特效数据以生成重构数据文件。
在本实施例中，步骤S103具体的包括：根据特效元素信息按与特效元素相对应的预设方式更改特效数据以生成重构数据文件。根据获取到的特效元素信息，对特效元素信息按照与其特效类型相对应的预设方式进行更改，从而生成重构数据文件。在具体实施过程中，预设方式根据特效元素也即特效类型的不同，可以是如下几种方式：
(1)粒子类型
针对UE4本身不支持Instanced Static Mesh多材质的缺陷，对UE4本身的底层进行修改，使Instanced Static Mesh的ID能够正确的反馈到材质系统中，这样，可以根据Instanced StaticMesh的序列ID转换为2D的UV坐标，然后，从纹理获取材质属性信息，比如，颜色，粗糙度和金属性。
(2)体积类型
体积类型的特效涉及很广，包括，烟雾，火焰，云彩，等等。它们的共同点是采用一张三维体积纹理来存储密度数据。用于UE4默认的材质系统不支持三维体积纹理，因此，需要将Houdini传递过来的密度序列从三维形式展开为一张UE4材质系统支持的二维纹理。然后在UE4的材质系统中，使用自定义的三维纹理采样方式来采样这种二维纹理，用来还原空间中的密度信息。
目前，体积空间采用一个长方形，而不是一个球形。长方形默认约定的尺寸为1x1x 1，单位为UE4的默认单位。因为此密度空间形状不断的变化，所以，每一个序列需要带有一个4x 4的变换矩阵，用来还原体积空间不断变化的形状。
(3)流体类型和刚体类型
针对特效中流体和刚体，由于其模型的形态和材质多变的特点，传统的模型文件格式(FBX和ABC)很难适应这种变化。因此模型网格的数据组织采用最简单直接的顶点缓冲，索引缓冲的形式来组织。对UE4的Procedural Static Mesh组件进行扩展改造，使其能够支持模型网格形态的动态变化。多材质采用多section方式，将相同的材质的三角形片段全部组织在一个section中，这样能够极大的减少GPU的draw call数量，提高绘制效率。
需要说明的是，以上仅是为了便于本领域技术人员理解所列举的示例，并不能理解为对本方案内容的限定，在实际实施过程中，针对特效元素所设定的预设方式可以根据操作人员的经验和能力来确定。
步骤S104，根据重构数据文件还原各个动画帧的特效内容，以对时间轴上各个动画帧进行数据渲染。
在本实施例中，步骤S104具体的包括：基于特效元素信息匹配与特效元素信息相对应的渲染组件；根据重构数据文件通过渲染组件对各个动画帧的特效内容进行还原和渲染。
在对特效数据进行重构生成了重构数据文件后，根据不同的特效类型匹配相应的渲染组件，然后根据重构数据文件在渲染引擎中对各个动画帧进行数据渲染。在具体实施过程中，为了便于用户使用，所以在UE4内采用组件的方式来调用这些重构数据文件。粒子类型所使用的渲染方式可以是Instanced Static Mesh方式，对于体积渲染的方式采用Volumetric RayMarcher方式，对于流体和刚体类型的渲染方式可以是采用ProceduralStatic Mesh组件。
本实施例首先获取到时间轴上各个动画帧的数据文件集，其中数据文件集内包括了用于表征各个动画帧内所使用特效元素的特效数据，随后解析该数据文件集从而得到特效数据，并按照预设规则对解析得到的特效数据进行重构，进而生成重构数据文件，然后根据重构后的重构数据文件还原各个动画帧内的特效内容，对时间轴上各个动画帧进行数据渲染。相对于现有技术中直接将特效数据进行导入渲染的方案，本发明实施例公开的方案通过对特效数据进行重构，改变特效数据的表现形式，从而使得修改后的数据得到渲染软件的支持，然后在渲染软件内调用重构数据进行数据渲染，进而提高渲染效率并且提高渲染质量。
本实施例还公开了一种特效数据渲染装置，请参考图2，为该特效数据渲染装置结构示意图，该特效数据渲染装置包括：
数据文件集模块201，用于获取在时间轴上各个动画帧的数据文件集，数据文件集内包括用于表征各个动画帧内所使用特效元素的特效数据；数据解析模块202，用于解析数据文件集获得特效数据；数据重构模块203，用于按预设规则重构特效数据以生成重构数据文件；数据还原模块204，用于根据重构数据文件还原各个动画帧的特效内容，以对时间轴上各个动画帧进行数据渲染。
作为可选地实施例，数据解析模块202包括：特效元素单元，用于解析数据文件集以获取特效数据所表征的各个动画帧所使用的特效元素信息；数据重构模块203包括：信息更改单元，用于根据特效元素信息按与特效元素相对应的预设方式更改特效数据以生成重构数据文件。
作为可选地实施例，数据还原模块204包括：组件匹配单元，用于基于特效元素信息匹配与特效元素信息相对应的渲染组件；组件渲染单元，用于根据重构数据文件通过渲染组件对各个动画帧的特效内容进行还原和渲染。
作为可选地实施例，数据文件集为以二进制格式进行存储的数据文件。
此外，本发明实施例中还提供一种计算机装置，处理器通过执行所述计算机指令，从而实现以下方法：
获取在时间轴上各个动画帧的数据文件集，数据文件集内包括用于表征各个动画帧内所使用特效元素的特效数据；解析数据文件集获得特效数据；按预设规则重构特效数据以生成重构数据文件；根据重构数据文件还原各个动画帧的特效内容，以对时间轴上各个动画帧进行数据渲染。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。计算机处理器用于执行存储介质中存储的计算机程序实现以下方法：
获取在时间轴上各个动画帧的数据文件集，数据文件集内包括用于表征各个动画帧内所使用特效元素的特效数据；解析数据文件集获得特效数据；按预设规则重构特效数据以生成重构数据文件；根据重构数据文件还原各个动画帧的特效内容，以对时间轴上各个动画帧进行数据渲染。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种特效数据渲染方法，其特征在于，包括：
获取在时间轴上各个动画帧的数据文件集，所述数据文件集内包括用于表征所述各个动画帧内所使用特效元素的特效数据；
解析所述数据文件集获得所述特效数据；
按预设规则重构所述特效数据以生成重构数据文件；
根据所述重构数据文件还原所述各个动画帧的特效内容，以对时间轴上所述各个动画帧进行数据渲染。
2.如权利要求1所述的特效数据渲染方法，其特征在于，所述解析所述数据文件集获得所述特效数据包括：
解析所述数据文件集以获取所述特效数据所表征的各个动画帧所使用的特效元素信息；
所述按预设规则重构所述特效数据以生成重构数据文件包括：
根据所述特效元素信息按与所述特效元素相对应的预设方式更改所述特效数据以生成重构数据文件。
3.如权利要求1所述的特效数据渲染方法，其特征在于，所述根据所述重构数据文件还原所述各个动画帧的特效内容，以对时间轴上所述各个动画帧进行数据渲染包括：
基于所述特效元素信息匹配与所述特效元素信息相对应的渲染组件；
根据所述重构数据文件通过所述渲染组件对所述各个动画帧的特效内容进行还原和渲染。
4.如权利要求1-3任意一项所述的特效数据渲染方法，其特征在于，所述数据文件集为以二进制格式进行存储的数据文件。
5.一种特效数据渲染装置，其特征在于，包括：
数据文件集模块，用于获取在时间轴上各个动画帧的数据文件集，所述数据文件集内包括用于表征所述各个动画帧内所使用特效元素的特效数据；
数据解析模块，用于解析所述数据文件集获得所述特效数据；
数据重构模块，用于按预设规则重构所述特效数据以生成重构数据文件；
数据还原模块，用于根据所述重构数据文件还原所述各个动画帧的特效内容，以对时间轴上所述各个动画帧进行数据渲染。
6.如权利要求5所述的特效数据渲染装置，其特征在于，所述数据解析模块包括：
特效元素单元，用于解析所述数据文件集以获取所述特效数据所表征的各个动画帧所使用的特效元素信息；
所述数据重构模块包括：
信息更改单元，用于根据所述特效元素信息按与所述特效元素相对应的预设方式更改所述特效数据以生成重构数据文件。
7.如权利要求5所述的特效数据渲染装置，其特征在于，所述数据还原模块包括：
组件匹配单元，用于基于所述特效元素信息匹配与所述特效元素信息相对应的渲染组件；
组件渲染单元，用于根据所述重构数据文件通过所述渲染组件对所述各个动画帧的特效内容进行还原和渲染。
8.如权利要求5-7任意一项所述的特效数据渲染装置，其特征在于，所述数据文件集为以二进制格式进行存储的数据文件。
9.一种计算机装置，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序实现如权利要求1-4任意一项的所述的特效数据渲染方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，处理器用于执行存储介质中存储的计算机程序实现如权利要求1-4任意一项所述的特效数据渲染方法。
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