CN113160368A - 动画数据的处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动画数据的处理方法及装置。其中，该方法包括：获取目标对象的形态数据及生长规则；根据形态数据及生长规则绘制样条线，其中，样条线为具有结构层级信息和时间信息的辅助线，结构层级信息用于表示样条线对应的实体在目标对象中的生长结构层级，时间信息用于表示样条线在动画播放中的时间顺序；根据样条线创建目标对象对应的几何形态线条；基于几何形态线条创建目标对象的生长动画。本发明解决了现有技术中在制作大量的植物动画时，需要单独创建每棵植物的生长动画而导致开发效率低的技术问题。

Description

动画数据的处理方法及装置

技术领域

本发明涉及数据处理领域，具体而言，涉及一种动画数据的处理方法及装置。

背景技术

相关技术中，在制作大批量的植物生长动画时，通常需要对植物单独进行建模，而无法实现对植物批量建模，例如，图1为采用speedtree软件绘制植物生长藤蔓动画的界面示意图，如图1所示，使用speedtree软件对植被进行建模时，如果需要制作森林中的一大片树木长出藤蔓的动画，则需要在speedtree软件中对每棵树木单独创建生长藤蔓的动画，需要花费较多时间导致开发效率较低，并且植物枝叶生长先后关系不明显，生长过渡不够自然。

针对上述解决了现有技术中在制作大量的植物动画时，需要单独创建每棵植物的生长动画而导致开发效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种动画数据的处理方法及装置，以至少解决现有技术中在制作大量的植物动画时，需要单独创建每棵植物的生长动画而导致开发效率低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种动画数据的处理方法，包括：获取目标对象的形态数据及生长规则，其中，形态数据用于表示目标对象的几何结构形态，生长规则用于表示目标对象符合自然规律的动画规则；根据形态数据及生长规则绘制样条线，其中，样条线为具有结构层级信息和时间信息的辅助线，结构层级信息用于表示样条线对应的实体在目标对象中的生长结构层级，时间信息用于表示样条线在动画播放中的时间顺序；根据样条线创建目标对象对应的几何形态线条；基于几何形态线条创建目标对象的生长动画。

进一步的，根据形态数据及生长规则绘制样条线，包括：在目标区域中创建多个辅助点；基于形态数据及生长规则对辅助点进行解算，创建具有对应结构层级信息和时间信息的位置点；基于结构层级信息和时间信息，连接相应的位置点得到样条线。

进一步的，在目标区域中创建多个辅助点，包括：确定与目标对象邻近的几何体几何形态线条；确定距离几何体几何形态线条预设范围内的区域为目标区域；在目标区域中创建多个辅助点。

进一步的，基于结构层级信息和时间信息，连接相应的位置点得到样条线，包括如下任意一项或者几项：连接相同结构层级信息下，时间信息值相邻的位置点；以及连接相邻结构层级信息下，时间信息值相邻的位置点。

进一步的，根据样条线创建目标对象对应的几何形态线条，包括：基于样条线的结构层级信息和时间信息，创建样条线的初始生长动画，其中，初始生长动画包括所述目标对象的生长动画中至少一个指定动画效果，以固定样条线中位置点的数量；确定具有第一结构层级信息的第一样条线和具有第二结构层级信息的第二样条线；在初始生长动画的结束帧，根据第一样条线和第二样条线创建几何形态线条，其中，几何形态线条中包含与第一样条线对应的第一几何形态线条，以及与第二样条线对应的第二几何形态线条，第一几何形态线条与第二几何形态线条具有不同的形态。

进一步的，基于几何形态线条创建目标对象的生长动画，包括：对初始生长动画进行线性解算，得到样条线生长动画；基于样条线生长动画，驱动几何形态线条生长，得到目标对象的生长动画。

进一步的，基于几何形态线条创建目标对象的生长动画，还包括：基于样条线的结构层级信息和时间信息导入附属模型，其中，附属模型用于生成初始生长动画对应的附属动画；基于样条线生长动画和附属动画，驱动几何形态线条生长，得到目标对象的生长动画。

进一步的，目标对象为植物，形态数据至少包括如下任意一种或几种：结构层级数量、每个层级的枝条分布疏密程度，以及每个层级的枝条尺寸，生长规则至少包括如下任意一种：每个层级的枝条生长方向，以及不同层级的枝条生长方向的角度偏移。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种动画数据的处理装置，包括：获取模块，用于获取目标对象的形态数据及生长规则，其中，形态数据用于表示目标对象的几何结构形态，生长规则用于表示目标对象符合自然规律的动画规则；绘制模块，用于根据形态数据及生长规则绘制样条线，其中，样条线为具有结构层级信息和时间信息的辅助线，结构层级信息用于表示样条线对应的实体在目标对象中的生长结构层级，时间信息用于表示样条线在动画播放中的时间顺序；几何形态线条创建模块，用于根据样条线创建目标对象对应的几何形态线条；动画创建模块，用于基于几何形态线条创建目标对象的生长动画。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项的动画数据的处理方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述任意一项的动画数据的处理方法。

在本发明实施例中，通过根据形态数据及生长规则绘制样条线，其中，样条线为具有结构层级信息和时间信息的辅助线，根据样条线创建目标对象对应的几何形态线条，基于几何形态线条创建目标对象的生长动画，完成了目标对象生长动画的创建。在植物生长动画制作的应用中，通过根据植物的形态数据及生长规则绘制出样条线，样条线使得植物生长动画中的枝干结构层级以及生长方向等特征规则化，在制作多个植物生长动画中，可以基于样条线的结构层级信息和时间信息批量实现多个植物生长动画的创建，而不需要单独对每个植物进行建模，节省了开发时间，进而解决了现有技术中在制作大量的植物动画时，需要单独创建每棵植物的生长动画而导致开发效率低的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据现有技术的采用speedtree软件绘制植物生长藤蔓动画的界面的示意图；

图2是根据本发明实施例的一种动画数据的处理方法的流程图；

图3a是根据本发明实施例绘制的植物的样条线的示意图；

图3b是根据本发明实施例绘制的植物的几何形态线条的示意图；

图4a提供了一种在Houdini软件中在石头人肩部绘制植物对应的样条线的示意图；

图4b提供了一种在Houdini软件中在石头人肩部绘制植物对应的样条线的示意图；

图4c提供了一种在Houdini软件中在石头人肩部绘制植物对应的样条线的示意图；

图4d提供了一种在Houdini软件中在石头人肩部绘制植物对应的样条线的示意图；

图5a为初始生长动画中对应的样条线的形态的示意图；

图5b为初始生长动画中对应的样条线的形态的示意图；

图5c为初始生长动画中对应的样条线的形态的示意图；

图5d为初始生长动画中对应的样条线的形态的示意图；

图6a提供了根据本发明实施例进行植物生长动画数据处理的实施例的示意图；

图6b提供了根据本发明实施例进行植物生长动画数据处理的实施例的示意图；

图6c提供了根据本发明实施例进行植物生长动画数据处理的实施例的示意图；

图6d提供了根据本发明实施例进行植物生长动画数据处理的实施例的示意图；

图6e提供了根据本发明实施例进行植物生长动画数据处理的实施例的示意图；

图7a提供了根据本发明实施例获得的植物生长动画中植物生长过程的示意图；

图7b提供了根据本发明实施例获得的植物生长动画中植物生长过程的示意图；

图7c提供了根据本发明实施例获得的植物生长动画中植物生长过程的示意图；

图7d提供了根据本发明实施例获得的植物生长动画中植物生长过程的示意图；

图7e提供了根据本发明实施例获得的植物生长动画中植物生长过程的示意图；

图8是根据本发明实施例的一种动画数据的处理装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明其中之一实施例，提供了一种动画数据的处理方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2是根据本发明实施例的动画数据的处理方法，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤S201，获取目标对象的形态数据及生长规则，其中，形态数据用于表示目标对象的几何结构形态，生长规则用于表示目标对象符合自然规律的动画规则。

上述目标对象为待制作生长动画的主体，形态数据用于表示目标对象的几何结构形态，包括但不限于目标对象的结构和尺寸，生长规则用于表示目标对象符合自然规律的动画规则。

在一种可选的实施例中，上述目标对象可以为植物，植物形态数据可以包括植物所包含的主干、侧枝、侧枝上的分支以及各自的数量、位置和尺寸，植物生长规则可以包括植物向光生长，植物的枝条分布有稀疏有密集，以及植物的分支尺寸小于主干的尺寸等。

步骤S202，根据形态数据及生长规则绘制样条线，其中，样条线为具有结构层级信息和时间信息的辅助线，结构层级信息用于表示样条线对应的实体在目标对象中的生长结构层级，时间信息用于表示样条线在动画播放中的时间顺序。

每条样条线均具有对应的结构层级信息和时间信息，以表示出每条样条线对应于目标对象中的结构层级以及生长时间顺序。通过绘制具有不同结构层级信息和时间信息的样条线，使得样条线可以模拟出真实世界中的目标对象对应的结构形态和生长顺序。

具体的，上述结构层级信息可以通过形态数据获得，用于表示某一样条线对应于目标对象中的具体结构层级，例如，上述目标对象为植物时，结构层级信息可以采用结构层级数值来表示，根据获得的主干、侧枝、侧枝上的分支以及各自的数量、位置和尺寸的形态数据，确定主干对应的样条线的结构层级信息为1，确定侧枝对应的样条线的结构层级信息为2，确定侧枝上的分支对应的样条线的结构层级信息为3，通过对不同的样条线设置不同的具体数值，将对应于主干、侧枝、侧枝上的分支的多个样条线区分开。需要说明的是，多条样条线可以具有相同的结构层级信息，例如植物中包含多条侧枝，则多条侧枝所对应的样条线的结构层级信息均可以设置为2。

上述时间信息可以通过形态数据和生长规则共同确定，例如，当制作植物生长动画时，主干对应的样条线的时间信息可以为动画的时间轴上的第1帧至第30帧，侧枝对应的样条线的时间信息可以为动画的时间轴上的第20帧至第50帧，使得主干和侧枝在动画中可以呈现出不同的生长顺序。

需要说明的是，相同层级的样条线所对应的时间信息可以相同也可以不同，在一种可选的实施例中，当制作植物生长动画时，相同层级的样条线所对应的时间信息可以随机设定，例如，多个侧枝对应的多个样条线对应随机的时间信息，以实现多个侧枝随机先后生长的动画效果，进而使侧枝生长动画的效果更自然逼真。

步骤S203，根据样条线创建目标对象对应的几何形态线条。

上述几何形态线条用于表示目标对象呈现在生长动画中的最终几何形态，几何形态线条可以将样条线的结构层级信息呈现为直观的几何结构。例如，当制作植物生长动画时，植物的几何形态线条为组成植物生长完成后的完整植物几何体的线条，图3a为绘制的植物的样条线的示意图，图3b为根据图3a的样条线创建的对应的几何形态线条的示意图，如图3a和3b所示，样条线为粗细一致的线条，而几何形态线条包括组成主干的几何形态线条和组成侧枝的几何形态线条，组成主干的几何形态线条较粗，组成侧枝的几何形态线条较细，以及处于同一结构层级的主干的几何形态线条可以随着时间信息由窄变宽，以使得植物的动画效果更接近真实的生长规则。

在一种可选的实施例中，当使用Houdini软件制作动画时，上述几何形态线条可以为表示目标对象几何体的网格，通过在目标对象几何体的表面设置网格，以呈现出目标对象的真实结构，网格的粗细可调，以满足不同结构层级的几何形态线条的要求。

步骤S204，基于几何形态线条创建目标对象的生长动画。

在完成了目标对象对应的几何形态线条的绘制后，根据几何形态线条对应的样条线的时间信息，驱动目标对象的几何形态线条生长，完成目标对象的生长动画的创建。

在一种可选的实施例中，可以使用Houdini软件制作植物的生长动画。具体的，植物的生长动画制作过程包括：确定目标对象的形态数据和生长规则，如果目标对象为一颗树，需要在一颗树上生长出枝叶，则形态数据可以包括这颗树所具有的层级(主干、侧枝、侧枝的分支以及分支上的枝芽)以及每个层级对应的数量、尺寸等，生长规则可以包括侧枝、侧枝的分支以及分支上的枝芽生长的方向、侧枝及其相连接的分支之间的生长角度等，在获取了上述形态数据和生长规则后，如图3a所示，绘制出表示主干、侧枝、侧枝的分支以及分支上的枝芽各结构的样条线，每条样条线具有相应的结构层级信息(例如，主干的样条线层级以及对应的尺寸)和时间信息(例如，主干所对应的动画时间轴上的时间)，如图3b所示，基于每条样条线的结构层级信息和时间信息，根据全部样条线创建出这颗树的几何体网格(即几何形态线条)，几何体网格中主干、侧枝、侧枝的分支以及分支上的枝芽各结构的几何体宽度与样条线的结构层级信息相一致，根据样条线的时间信息，使用Houdini软件Wire Capture和Wire Deform节点可驱动几何体网格生长，完成植物的生长动画。

本实施例中，通过获取目标对象的形态数据及生长规则，根据形态数据及生长规则绘制样条线，其中，样条线为具有结构层级信息和时间信息的辅助线，结构层级信息用于表示样条线对应的实体在目标对象中的生长结构层级，时间信息用于表示样条线在动画播放中的时间顺序，根据样条线创建目标对象对应的几何形态线条，基于几何形态线条创建目标对象的生长动画，完成了目标对象生长动画的创建。在植物生长动画制作的应用中，通过根据植物的形态数据及生长规则绘制出样条线，样条线使得植物生长动画中的枝干结构层级以及生长方向等特征规则化，在制作多个植物生长动画中，可以基于样条线的结构层级信息和时间信息批量实现多个植物生长动画的创建，而不需要单独对每个植物进行建模，节省了开发时间，解决了现有技术中在制作大量的植物动画时，需要单独创建每棵植物的生长动画而导致开发效率低的问题。

作为一种可选的实施例，根据形态数据及生长规则绘制样条线，包括：在目标区域中创建多个辅助点；基于形态数据及生长规则对辅助点进行解算，创建具有对应结构层级信息和时间信息的位置点；基于结构层级信息和时间信息，连接相应的位置点得到样条线。

上述目标区域为用于承载目标对象的区域，目标区域可以任意选定。

上述辅助点用于根据解算算法辅助确定目标对象的位置点的位置，辅助点可以随机设置在目标区域中。例如，在创建植物生长动画的实施例中，在目标区域中随机设置多个辅助点，基于植物的形态数据及生长规则，对多个辅助点通过空间殖民算法(SpaceColonization Algorithm)进行解算，以确定每个位置点的位置以及时间信息，比如，在确定侧枝对应的样条线中的位置点时，如果已知时间信息为第1帧的位置点A，基于上述解算，可以确定时间信息为第2帧的位置点B的位置为位置点A距辅助点C和辅助点D的距离的平均值处，以此确定出侧枝对应的样条线中的位置点B。上述辅助点也可以按照预设的规则设置在目标区域中，例如，将辅助点以预设的固定间隔均匀设置于目标区域中，相邻的辅助点之间具有相等的间距。

需要说明的是，位置点与辅助点的位置关系根据目标对象的形态数据和生长规则以及解算算法确定，可以根据某两个辅助点确定，也可以根据某三个辅助点确定，可以根据与某几个辅助点的距离关系确定，也可以根据与某几个辅助点所呈角度关系确定，此处不作限定。

位置点为组成样条线的点，即样条线是有具有相应的结构层级信息和时间信息关系的多个位置点组成的。每个位置点均具有对应的结构层级信息和时间信息，以区分不同层级样条线上的位置点，或者同一样条线上的对应动画时间轴上先后顺序的位置点。例如，在植物的生长动画中，侧枝由多个位置点组成，某一条侧枝上的所有位置点可以均设置结构层级信息中的层级值为2，根据每个位置点在动画时间轴的顺序依次对不同的位置点的时间信息设置为第5帧、第6帧、第7帧等，使得在动画的相应帧中可以呈现出侧枝生长的动画效果。

作为一种可选的实施例，在目标区域中创建多个辅助点，包括：确定与目标对象邻近的几何体的几何形态线条；确定距离几何体几何形态线条预设范围内的区域为目标区域；在目标区域中创建多个辅助点。

邻近的几何体可以为需要制作目标对象的生长动画的承载物体，例如，在植物的生长的动画中，邻近的几何体可以为树干或者假山，在树干或者假山上制作附属的植物生长动画。在游戏的应用场景中，邻近的几何体可以为设计的虚拟角色，例如，邻近的几何体可以为石头人，在石头人的身体上制作植物的生长动画。

上述预设范围根据需要制作目标对象的尺寸确定，此处不作限定。

在一种可选的实施中，图4a-4d提供了一种在Houdini软件中在石头人肩部绘制植物对应的样条线的示意图，如图4a所示，在石头人的肩部的几何形态线条外面的一定距离处撒下辅助点，在Houdini软件的solver解算模块，采用Space Colonization Algorithm算法进行解算，绘制出图4b中包含位置点的具有不同结构层级信息的样条线(为了清晰的表示出样条线的结构，此处隐藏了石头人的三维图像)，如图4c所示，样条线中不同的层级信息可以分别用数字1、2、3和4表示，其中，层级1表示主干样条线，层级2表示主干上生成的分支样条线，层级3表示分枝生成出的侧枝样条线，层级4表示侧枝样条线上的枝芽的样条线，如图4d所示，最终形成了具有丰富结构层级的多个样条线。

作为一种可选的实施例，基于结构层级信息和时间信息，连接相应的位置点得到样条线，包括如下任意一项或者几项：连接相同结构层级信息下，时间信息值相邻的位置点；以及连接相邻结构层级信息下，时间信息值相邻的位置点。

时间信息值相邻指在动画的时间轴上的相邻帧对应的时间，时间信息值相邻的位置点包括在时间轴的帧数彼此相邻的多个位置点，例如，在植物的生长动画中，相邻帧可以包括第5帧、第6帧、第7帧以及第8帧，侧枝由多个位置点组成，某一条侧枝上的所有位置点的结构层级信息具有相同的层级值，根据每个位置点在动画时间轴的顺序依次对不同的位置点的时间信息设置为第5帧、第6帧、第7帧以及第8帧，使得在动画的相应帧中可以呈现出侧枝生长的动画效果。

需要说明的是，同一层级的不同样条线可以具有随机的时间信息，比如植物的多条侧枝对应的多条样条线的生长时间不同。具体的，各条样条线的起始位置点可以具有不同的时间信息，例如，侧枝对应的多条样条线的各自的起始位置点的时间信息分别为第5帧、第20帧、第60帧等，使得在动画中呈现出多条侧枝从不同的时间开始生长，具有更自然的动画效果。

相邻结构层级信息可以为相邻的上一结构层级和下一结构层级，例如，植物的侧枝是从主干上长出的，则主干的结构层级信息和侧枝的的结构层级信息为相邻的结构层级信息。在一种可选的实施例中，在植物的生长动画中，可以设置主干的某一位置点的结构层级信息中的层级值为1，对应的时间信息为第5帧，侧枝的某一位置点的结构层级信息中的层级值为2，对应的时间信息为第6帧，通过连接主干的位置点和侧枝的位置点，使得在动画的相应帧中可以呈现出从主干上生出侧枝的动画效果。将下一结构层级的位置点起点约束在上一结构层级的样条线上，可以使得下一结构层级的生长跟随上一结构层级的生长，具有更自然的生长效果，例如，将侧枝对应的样条线的起始位置点设置为主干的样条线上的某一位置点，使得侧枝可以随主干生长而跟随生长。

作为一种可选的实施例，根据样条线创建目标对象对应的几何形态线条，包括：基于样条线的结构层级信息和时间信息，创建样条线的初始生长动画，其中，初始生长动画包括目标对象的生长动画中至少一个指定动画效果，以固定样条线中位置点的数量；确定具有第一结构层级信息的第一样条线和具有第二结构层级信息的第二样条线；在初始生长动画的结束帧，根据第一样条线和第二样条线创建几何形态线条，其中，几何形态线条中包含与第一样条线对应的第一几何形态线条，以及与第二样条线对应的第二几何形态线条，第一几何形态线条与第二几何形态线条具有不同的形态。

上述初始生长动画可以认为是基于样条线形态的动画，在初始生长动画中并未展现出目标对象的真实形态。初始生长动画的结束帧，可以认为包含了目标对象全部的样条线(即包含了目标对象完整的结构层级信息和时间信息)，基于完整的结构层级信息和时间信息，相应的将样条线转化成表征目标对象真实形态的几何形态线条。例如，初始生长动画包含了100帧图像，其结束帧为第100帧图像，则第100帧图像中的位置点数目为恒定值，可以基于第100帧中的样条线的层级关系和时间信息来创建生长动画。图5a、5b、5c和5d提供了初始生长动画中不同时间对应的样条线的形态的示意图，且分别对应了动画时间轴上的不同时间的样条线的形态，其中，如图5a所示，主干样条线开始生长，随时间推移依次形成图5b和图5c中的样条线的形态，图5d为结束帧对应的样条线，可以认为包含了目标对象全部的样条线，具有较为完整的形态。

需要说明的是，初始生长动画包含最终生长动画至少一个指定动画效果，指定动画效果用于固定样条线中位置点的数目，例如，最终的生长动画可以包含枝条位置的平移动画、枝条生长角度的旋转动画、枝条生长的缩放动画、基于动力学的效果动画等，其中指定动画效果可以为枝条位置的平移动画、枝条生长角度的旋转动画、枝条生长的缩放动画，但不包括动力学效果动画。因为基于上述Space Colonization Algorithm算法进行解算所获得样条线中位置点的数目并不是固定的，而是在不断变化的，位置点数目的变化不利于对样条线进行后续步骤中动画效果(例如，动力学效果)的处理，因此，需要通过创建初始生长动画，使得样条线中位置点的数目固定。在一种可选的实施例中，初始生长动画可以为样条线的缩放和旋转动画。

在一种可选的实施例中，在植物的动画制作中，可以确定主干对应的样条线为第一样条线，侧枝对应的样条线为第二样条线，第一样条线和第二样条线的结构层级信息不同，使得第一样条线和第二样条线转换生成主干的第一几何形态线条和侧枝的第二几何形态线条的形态不同，包括主干的第一几何形态线条较粗，侧枝的第二几何形态线条较细等。

每条样条线上不同位置点对应不同的几何形态线条，例如，根据样条线上多个位置点的序号排序关系，设置多个位置点对应的几何形态线条尺寸依次变小，使得在动画中呈现出某一条侧枝的几何形态由粗变细变化，而不是单一的尺寸的生长，具有更自然的效果。也可以根据每条样条线上不同位置点的时间信息对应设置不同的几何形态线条尺寸，例如，侧枝样条线上的多个位置点对应的时间信息依次为第20帧至第100帧，则设置第20帧至第100帧中位置点对应的几何形态线条尺寸依次变小，使得在动画中呈现出某一条侧枝的几何形态由粗变细变化。

需要说明的是，上述第一样条线和第二样条线用于区分具有不同结构层级信息的样条线，在实际动画的制作中，可以包括多个具有不同结构层级信息的样条线，例如，在植物动画的实施例中，主干、侧枝和侧枝上的分支为三级不同的结构层级，相对应的几何形态线条均具有不同的形态。

作为一种可选的实施例，基于几何形态线条创建目标对象的生长动画，包括：对初始生长动画进行线性解算，得到样条线生长动画；基于样条线生长动画，驱动几何形态线条生长，得到目标对象的生长动画。

上述线性解算用于对初始生长动画增加动力学效果，由于初始生长动画为根据样条线生成的初始动画，效果比较僵硬，可以通过对上述初始生长动画进行线性解算(Wire解算)，增加初始生长动画中样条线的动力学效果得到样条线生长动画，使得样条线生长动画具有更自然的动力学效果，例如，增加样条线轻微摆动的效果，使得生长效果更加自然。需要说明的是，样条线生长动画与初始生长动画中的样条线具有相同的结构层级信息和时间信息。

在初始生长动画中增加了动力学的动画效果后，获得了动画效果更逼真的样条线生长动画，基于增加了动力学的动画效果后的样条线生长动画，驱动根据样条线转化的几何形态线条生长，完成目标对象的生长动画。

在一种可选的实施例中，使用Houdini软件进行植物的生长动画制作时，可以使用Wire Capture和Wire Deform节点驱动由样条线转化的植物的网格进行生长，由于样条线具有时间信息，可以根据样条线的时间信息设置网格在生长时发生宽度变化，以呈现出植物枝干生长时粗细不均的效果。

作为一种可选的实施例，基于几何形态线条创建目标对象的生长动画，还包括：基于样条线的结构层级信息和时间信息导入附属模型，其中，附属模型用于生成初始生长动画对应的附属动画；基于样条线生长动画和附属动画，驱动几何形态线条生长，得到目标对象的生长动画。

上述附属模型可以为上述目标对象的附属结构，附属模型的导入需符合目标对象的生长规则，因此附属模型的导入位置和时间需要根据样条线生长动画的样条线的结构层级信息和时间信息确定。例如，目标对象可以为树，附属模型可以为叶子或者花朵的模型。叶子或者花朵的模型的导入需要根据树的样条线生长动画中的样条线的位置、朝向和时间信息(例如，在那一帧中导入叶子或者花朵模型)确定，使得在动画效果中叶子和花朵动画符合植物的生长规则。

需要说明的是，目标对象的生长动画可以仅基于解算后样条线生长动画生成，也可以通过解算后的样条线生长动画和附属动画共同生成。在一种可选的实施例中，目标对象为树木，样条线生长动画可以认为用于生成树木的主干和枝干等主体部分的动画，附属动画可以认为是生成花朵和叶子等附属结构的动画。

图6a、6b、6c、6d和6e提供了根据本发明实施例进行植物生长动画数据处理的实施例的示意图，如图6a所示，在虚拟动画角色的身体上制作籐蔓的生长动画时，确定虚拟动画角色的几何体，如图6b所示，在虚拟动画角色的几何体外部创建出样条线并创建出初始生长动画，经线性解算后得到样条线生长动画，如图6c所示，基于样条线生成了籐蔓的枝条的几何形态线条，如图6d所示，在图6c的基础上导入籐蔓的叶子的附属模型，如图6e所示，在图6d的基础上导入籐蔓的花朵的附属模型，基于解算后的籐蔓枝条的样条线生长动画和叶子、花朵的附属动画，驱动籐蔓几何形态线条生长，完成在虚拟动画角色的身体上制作籐蔓的生长动画。图7a、7b、7c、7d和7e为植物生长动画中植物生长过程的不同阶段示意图，如图7a所示，籐蔓自虚拟动画角色的脚部开始生长，如图7b-7d所示，枝干沿腿部向上沿着虚拟动画角色的身体延伸，且籐蔓的枝干在延伸生长的同时生出侧枝，籐蔓的侧枝进一步生长出花朵，籐蔓生长完成后达到图7e中所呈现的最终效果。

在一种可选的实施例中，在创建完目标对象的生长动画后，还可使用VAT将目标对象的生长动画导入引擎，例如，将植物生长动画导入游戏引擎，实现在游戏场景中的应用。

作为一种可选的实施例，目标对象为植物，形态数据至少包括如下任意一种或几种：结构层级数量、每个层级的枝条分布疏密程度，以及每个层级的枝条尺寸，生长规则至少包括如下任意一种：每个层级的枝条生长方向，以及不同层级的枝条生长方向的角度偏移。

在植物动画数据处理的应用场景中，需要先确定植物的形态数据和生长规则，以使得植物生长动画更符合自然规律以及逼真的效果。

在一种可选的实施例中，形态数据中结构层级数量可以为主干的层级和数量、侧枝的层级和数量以及侧枝上的分支的层级和数量，结构层级数量根据植物形态的复杂程度确定，此处不作限制。每个层级的枝条分布疏密程度为植物的枝条分布有稀疏有密集，因此每个层级的枝条对应的样条线分布应疏密程度不均。每个层级的枝条尺寸可以为下一层级的侧枝宽度小于上一级别的枝条宽度等。生长规则中每个层级的枝条生长方向收到环境影响，例如植物有向光生长特征，植物的侧枝与上一级别的枝条生长方向有一定的角度偏移，此外，生长规则还应考虑到植被的叶子和花朵分布符合自然规律，植被生长、长叶、开花过程符合自然规律。

根据本发明的其中一个实施例，提供了一种动画数据的处理装置的实施例，图8为根据本发明实施例的动画数据的处理装置的示意图，如图8所示，该装置包括：

获取模块81，用于获取目标对象的形态数据及生长规则，其中，形态数据用于表示目标对象的几何结构形态，生长规则用于表示目标对象符合自然规律的动画规则；绘制模块82，用于根据形态数据及生长规则绘制样条线，其中，样条线为具有结构层级信息和时间信息的辅助线，结构层级信息用于表示样条线对应的实体在目标对象中的生长结构层级，时间信息用于表示样条线在动画播放中的时间顺序；几何形态线条创建模块83，用于根据样条线创建目标对象对应的几何形态线条；动画创建模块84，用于基于几何形态线条创建目标对象的生长动画。

作为一种可选的实施例，上述绘制模块，包括：辅助点创建子模块，用于在目标区域中创建多个辅助点；第一解算子模块，用于基于形态数据及生长规则对辅助点进行解算，创建具有对应结构层级信息和时间信息的位置点；连接子模块，用于基于结构层级信息和时间信息，连接相应的位置点得到样条线。

作为一种可选的实施例，辅助点创建子模块，包括：邻近几何体确定子模块，用于确定与目标对象邻近的几何体几何形态线条；目标区域确定子模块，用于确定距离几何体几何形态线条预设范围内的区域为目标区域；随机创建子模块，用于在目标区域中创建多个辅助点。

作为一种可选的实施例，连接子模块，包括如下任意一项或者几项：第一位置点连接子模块，用于连接相同结构层级信息下，时间信息值相邻的位置点；以及第二位置点连接子模块，用于连接相邻结构层级信息下，时间信息值相邻的位置点。

作为一种可选的实施例，几何形态线条创建模块，包括：初始生长动画创建子模块，用于基于样条线的结构层级信息和时间信息，创建样条线的初始生长动画，其中，初始生长动画包括目标对象的生长动画中至少一个指定动画效果，以固定样条线中位置点的数量；样条线确定子模块，用于确定具有第一结构层级信息的第一样条线和具有第二结构层级信息的第二样条线；创建子模块，用于在初始生长动画的结束帧，根据第一样条线和第二样条线创建几何形态线条，其中，几何形态线条中包含与第一样条线对应的第一几何形态线条，以及与第二样条线对应的第二几何形态线条，第一几何形态线条与第二几何形态线条具有不同的形态。

作为一种可选的实施例，动画创建模块，包括：第二解算子模块，用于对初始生长动画进行线性解算，得到样条线生长动画；第一驱动子模块，用于基于样条线生长动画，驱动几何形态线条生长，得到目标对象的生长动画。

作为一种可选的实施例，动画创建模块，还包括：导入子模块，用于基于样条线的结构层级信息和时间信息导入附属模型，其中，附属模型用于生成初始生长动画对应的附属动画；第二驱动子模块，用于基于解算后的样条线生长动画和附属动画，驱动几何形态线条生长，得到目标对象的生长动画。

作为一种可选的实施例，目标对象为植物，形态数据至少包括如下任意一种或几种：结构层级数量、每个层级的枝条分布疏密程度，以及每个层级的枝条尺寸，生长规则至少包括如下任意一种：每个层级的枝条生长方向，以及不同层级的枝条生长方向的角度偏移。

通过根据形态数据及生长规则绘制样条线，其中，样条线为具有结构层级信息和时间信息的辅助线，根据样条线创建目标对象对应的几何形态线条，基于几何形态线条创建目标对象的生长动画，完成了目标对象生长动画的创建。在植物生长动画制作的应用中，通过根据植物的形态数据及生长规则绘制出样条线，样条线使得植物生长动画中的枝干结构层级以及生长方向等特征规则化，在制作多个植物生长动画中，可以基于样条线的结构层级信息和时间信息批量实现多个植物生长动画的创建，而不需要单独对每个植物进行建模，节省了开发时间，进而解决了现有技术中在制作大量的植物动画时，需要单独创建每棵植物的生长动画而导致开发效率低的技术问题。

需要说明的是，动画数据的处理装置实施例的可选实施方式可以参见动画数据的处理方法中的相关描述，此处不再赘述。

根据本发明的其中一个实施例，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项的动画数据的处理方法。

计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：获取目标对象的形态数据及生长规则；根据形态数据及生长规则绘制样条线，其中，样条线为具有结构层级信息和时间信息的辅助线，结构层级信息用于表示样条线对应的实体在目标对象中的生长结构层级，时间信息用于表示样条线在动画播放中的时间顺序；根据样条线创建目标对象对应的几何形态线条；基于几何形态线条创建目标对象的生长动画。

根据本发明的其中一个实施例，提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述任意一项的动画数据的处理方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种动画数据的处理方法，其特征在于，包括：

获取目标对象的形态数据及生长规则，其中，所述形态数据用于表示所述目标对象的几何结构形态，所述生长规则用于表示所述目标对象符合自然规律的动画规则；

根据所述形态数据及所述生长规则绘制样条线，其中，所述样条线为具有结构层级信息和时间信息的辅助线，所述结构层级信息用于表示所述样条线对应的实体在所述目标对象中的生长结构层级，所述时间信息用于表示所述样条线在所述动画播放中的时间顺序；

根据所述样条线创建所述目标对象对应的几何形态线条；

基于所述几何形态线条创建所述目标对象的生长动画。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述形态数据及所述生长规则绘制样条线，包括：

在目标区域中创建多个辅助点；

基于所述形态数据及所述生长规则对所述辅助点进行解算，创建具有对应结构层级信息和时间信息的位置点；

基于所述结构层级信息和所述时间信息，连接相应的所述位置点得到所述样条线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在目标区域中创建多个辅助点，包括：

确定与所述目标对象邻近的几何体的几何形态线条；

确定距离所述几何体的几何形态线条预设范围内的区域为所述目标区域；

在所述目标区域中创建多个辅助点。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述结构层级信息和所述时间信息，连接相应的所述位置点得到所述样条线，包括如下任意一项或者几项：

连接相同结构层级信息下，时间信息值相邻的位置点；以及

连接相邻结构层级信息下，时间信息值相邻的位置点。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述样条线创建所述目标对象对应的几何形态线条，包括：

基于样条线的所述结构层级信息和所述时间信息，创建所述样条线的初始生长动画，其中，所述初始生长动画包括所述目标对象的生长动画中至少一个指定动画效果，以固定所述样条线中所述位置点的数量；

确定具有第一结构层级信息的第一样条线和具有第二结构层级信息的第二样条线；

在所述初始生长动画的结束帧，根据所述第一样条线和所述第二样条线创建所述几何形态线条，其中，所述几何形态线条中包含与所述第一样条线对应的第一几何形态线条，以及与所述第二样条线对应的第二几何形态线条，所述第一几何形态线条与所述第二几何形态线条具有不同的形态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述几何形态线条创建所述目标对象的生长动画，包括：

对所述初始生长动画进行线性解算，得到样条线生长动画；

基于所述样条线生长动画，驱动所述几何形态线条生长，得到所述目标对象的生长动画。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述几何形态线条创建所述目标对象的生长动画，还包括：

基于所述样条线的结构层级信息和时间信息导入附属模型，其中，所述附属模型用于生成所述初始生长动画对应的附属动画；

基于所述样条线生长动画和所述附属动画，驱动所述几何形态线条生长，得到所述目标对象的生长动画。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标对象为植物，所述形态数据至少包括如下任意一种或几种：结构层级数量、每个层级的枝条分布疏密程度，以及每个层级的枝条尺寸，所述生长规则至少包括如下任意一种：每个层级的枝条生长方向，以及不同层级的枝条生长方向的角度偏移。

9.一种动画数据的处理装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取目标对象的形态数据及生长规则，其中，所述形态数据用于表示所述目标对象的几何结构形态，所述生长规则用于表示所述目标对象符合自然规律的动画规则；

绘制模块，用于根据所述形态数据及所述生长规则绘制样条线，其中，所述样条线为具有结构层级信息和时间信息的辅助线，所述结构层级信息用于表示所述样条线对应的实体在所述目标对象中的生长结构层级，所述时间信息用于表示所述样条线在所述动画播放中的时间顺序；

几何形态线条创建模块，用于根据所述样条线创建所述目标对象对应的几何形态线条；

动画创建模块，用于基于所述几何形态线条创建所述目标对象的生长动画。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至8中任意一项所述的动画数据的处理方法。

11.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至8中任意一项所述的动画数据的处理方法。

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