CN114494534B - 基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法及系统 - Google Patents

基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法及系统，涉及动画制作技术领域，其技术方案要点是：选取以连续帧分布的多个帧图像；标记出每一个帧图像中的动作点；将帧图像集划分为以动作点集相同且相应帧图像呈连续帧分布的显示组集；计算得到显示组集的显示总时长；根据相邻帧图像所对应的动作点集中动作点的分布情况，分析得到两个帧图像中处于下一帧的帧图像的移动变化量；计算各个帧图像的显示时间，并依据各个帧图像的显示时间进行自适应动态显示。本发明通过对两个帧图像中动作点的变化情况进行分析，能够根据动作变化幅度对各个帧图像的显示时间进行自适应的动态显示，能够使得整个帧动画显示呈现一个稳定的节奏感。

Description

基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法及系统
技术领域
本发明涉及动画制作技术领域，更具体地说，它涉及基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法及系统。
背景技术
逐帧动画是一种常见的动画形式，通过在时间轴的每帧上逐帧绘制不同的内容，使其连续播放而成动画。逐帧动画具有非常大的灵活性，可以表现任何想表现的内容，适合于表演细腻的动画。
现有帧动画的播放主要是采用每帧等时显示处理，再根据剧情需要对显示时间进行调整，这就要求原画设计者对帧图像中动作的连贯性把握到位，一旦出现动作变化幅度较大或较小，就容易导致动画显示呈现不同的节奏感，例如跳跃、延时等现象，严重影响了显示效果。
因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法是我们目前急需解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法及系统，通过对两个连续帧分布的帧图像中动作点的变化情况进行分析，能够根据动作变化幅度对各个帧图像的显示时间进行自适应的动态显示，能够使得整个帧动画显示呈现一个稳定的节奏感。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
第一方面，提供了基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法，包括以下步骤：
根据时间戳先后顺序选取以连续帧分布的多个帧图像，得到帧图像集；
标记出每一个帧图像中的动作点，得到相应帧图像的动作点集；
将帧图像集划分为至少一个以动作点集相同且相应帧图像呈连续帧分布的显示组集；
根据显示组集中帧图像的数量与标准帧速率之比计算得到显示组集的显示总时长；
根据相邻帧图像所对应的动作点集中动作点的分布情况，分析得到两个帧图像中处于下一帧的帧图像的移动变化量；
根据各个帧图像的移动变化量之比以及显示总时长计算各个帧图像的显示时间，并依据各个帧图像的显示时间进行自适应动态显示。
进一步的，所述移动变化量的分析获得过程具体为：
从两个相邻帧图像的动作点集中选取至少一个动作点作为基础参考点；
从两个相邻帧图像的动作点集中为每个基础参考点选取至少两个动作点作为关联参考点；
计算两个帧图像中基础参考点之间的直线距离值；
将两个基础参考点平移重合，并以基础参考点、平移后两个对应关联参考点构建三角形，以及建立三角形的外接圆后得到两个对应关联参考点之间的圆弧长度；
对不同关联参考点的圆弧长度进行权重计算后得到曲线距离值，并以直线距离值与曲线距离值之和作为移动变化量。
进一步的，所述移动变化量的计算公式具体为：
Figure BDA0003487996170000021
其中，D表示移动变化量；l表示两个基础参考点之间的直线距离值；n表示每个基础参考点所对应的关联参考点数量；Ci表示第i个关联参考点的圆弧长度；δi表示第i个关联参考点的权重系数，同一个基础参考点下所有关联参考点的权重系数之和为1，且距离基础参考点越远的权重系数越大。
进一步的，所述移动变化量的计算公式具体为：
Figure BDA0003487996170000022
其中，D表示移动变化量；l表示两个基础参考点之间的直线距离值；n表示每个基础参考点所对应的关联参考点数量；Ci表示第i个关联参考点的圆弧长度。
进一步的，所述显示时间的计算公式具体为：
Figure BDA0003487996170000023
其中，Tm表示第m个帧图像的显示时间；Dm表示第m个帧图像的移动变化量；Dj表示第j个帧图像的移动变化量；k表示显示组集中帧图像的数量；Q表示显示组集中帧图像之间切换的总时长，或取值为0；p表示显示组集中第一个帧图像的原设计时间。
进一步的，所述帧图像的显示过程具体为：
若所述帧图像的显示时间超出原设计时间，则选用增加特写放缓或等比例减速方式进行显示；
若所述帧图像的显示时间低于原设计时间，则选用等比例加速方式进行显示。
进一步的，所述显示组集中的第一个帧图像以原设计时间进行显示。
第二方面，提供了基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示系统，包括：
选取模块，用于根据时间戳先后顺序选取以连续帧分布的多个帧图像，得到帧图像集；
捕捉模块，用于标记出每一个帧图像中的动作点，得到相应帧图像的动作点集；
划分模块，用于将帧图像集划分为至少一个以动作点集相同且相应帧图像呈连续帧分布的显示组集；
计算模块，用于根据显示组集中帧图像的数量与标准帧速率之比计算得到显示组集的显示总时长；
分析模块，用于根据相邻帧图像所对应的动作点集中动作点的分布情况，分析得到两个帧图像中处于下一帧的帧图像的移动变化量；
显示模块，用于根据各个帧图像的移动变化量之比以及显示总时长计算各个帧图像的显示时间，并依据各个帧图像的显示时间进行自适应动态显示。
第三方面，提供了一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面中任意一项所述的基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法。
第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行可实现如第一方面中任意一项所述的基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提出的基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法，通过对两个连续帧分布的帧图像中动作点的变化情况进行分析，能够根据动作变化幅度对各个帧图像的显示时间进行自适应的动态显示，能够使得整个帧动画显示呈现一个稳定的节奏感，也使得调整后的显示时间能够更加符合剧情需求；此外，对显示设备的帧速率也无特殊要求，应用范围更广；
2、本发明以基础参考点之间的直线距离值、关联参考点之间的圆弧长度来分析两个帧图像之间变化情况，同时考虑了动作点的平移和旋转情况，能够准确、可靠的计算出移动变化量；
3、本发明针对基础参考点、关联参考点的选取情况，能够灵活选取两种不同的圆弧长度计算方式，例如，四肢可选用权重系数变化的方式进行计算，躯干可选用权重系数等分的方式进行计算，其计算方式灵活，且准确度高；
4、本发明针对显示组集中的第一个帧图像，以原设计时间进行显示，能够有效保证不同显示组集中帧图像显示的衔接顺畅。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1是本发明实施例中的流程图；
图2是本发明实施例中基础参考点、关联参考点的选取结果分布示意图；
图3是本发明实施例中移动变化量的分析原理图；
图4是本发明实施例中的系统框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：根据时间戳先后顺序选取以连续帧分布的多个帧图像，得到帧图像集；
S2：标记出每一个帧图像中的动作点，得到相应帧图像的动作点集；
S3：将帧图像集划分为至少一个以动作点集相同且相应帧图像呈连续帧分布的显示组集；
S4：根据显示组集中帧图像的数量与标准帧速率之比计算得到显示组集的显示总时长；
S5：根据相邻帧图像所对应的动作点集中动作点的分布情况，分析得到两个帧图像中处于下一帧的帧图像的移动变化量；
S6：根据各个帧图像的移动变化量之比以及显示总时长计算各个帧图像的显示时间，并依据各个帧图像的显示时间进行自适应动态显示。
本发明通过对两个连续帧分布的帧图像中动作点的变化情况进行分析，能够根据动作变化幅度对各个帧图像的显示时间进行自适应的动态显示，能够使得整个帧动画显示呈现一个稳定的节奏感，也使得调整后的显示时间能够更加符合剧情需求；此外，对显示设备的帧速率也无特殊要求，应用范围更广。
移动变化量的分析获得过程具体为：从两个相邻帧图像的动作点集中选取至少一个动作点作为基础参考点；从两个相邻帧图像的动作点集中为每个基础参考点选取至少两个动作点作为关联参考点；计算两个帧图像中基础参考点之间的直线距离值；将两个基础参考点平移重合，并以基础参考点、平移后两个对应关联参考点构建三角形，以及建立三角形的外接圆后得到两个对应关联参考点之间的圆弧长度；对不同关联参考点的圆弧长度进行权重计算后得到曲线距离值，并以直线距离值与曲线距离值之和作为移动变化量。
本发明以基础参考点之间的直线距离值、关联参考点之间的圆弧长度来分析两个帧图像之间变化情况，同时考虑了动作点的平移和旋转情况，能够准确、可靠的计算出移动变化量。
需要说明的是，如果两个相邻的帧图像选取多个基础参考点时，则最终的移动变化量可以根据每个基础参考点对应的移动变化量进行平均值计算，或依据选取部分的不同进行权重计算。
现以人物的腿部动作为例进行说明，两个帧图像中选取一个基础参考点，如图2所示，两个帧图像中的基础参考点分别为O、O1，O对应的三个关联参考点由近至远分别为A、B、C，O1对应的三个关联参考点由近至远分别为A1、B1、C1，O、O1两个基础参考点之间的直线距离值为LO。如图3所示，现以A、A1两个关联参考点为例进行说明，O、O1重合后，A、A1之间的圆弧长度为CA。
作为一种可选的实施方式，移动变化量的计算公式具体为：
Figure BDA0003487996170000051
其中，D表示移动变化量；l表示两个基础参考点之间的直线距离值；n表示每个基础参考点所对应的关联参考点数量；Ci表示第i个关联参考点的圆弧长度；δi表示第i个关联参考点的权重系数，同一个基础参考点下所有关联参考点的权重系数之和为1，且距离基础参考点越远的权重系数越大。
作为另一种可选的实施方式，移动变化量的计算公式具体为：
Figure BDA0003487996170000052
其中，D表示移动变化量；l表示两个基础参考点之间的直线距离值；n表示每个基础参考点所对应的关联参考点数量；Ci表示第i个关联参考点的圆弧长度。
本发明针对基础参考点、关联参考点的选取情况，能够灵活选取两种不同的圆弧长度计算方式。例如，本实施例中的四肢可选用权重系数变化的方式进行计算。此外，躯干可选用权重系数等分的方式进行计算，其计算方式灵活，且准确度高。
显示时间的计算公式具体为：
Figure BDA0003487996170000053
其中，Tm表示第m个帧图像的显示时间；Dm表示第m个帧图像的移动变化量；Dj表示第j个帧图像的移动变化量；k表示显示组集中帧图像的数量；Q表示显示组集中帧图像之间切换的总时长，或取值为0；p表示显示组集中第一个帧图像的原设计时间。
帧图像的显示过程具体为：若所述帧图像的显示时间超出原设计时间，则选用增加特写放缓或等比例减速方式进行显示；若所述帧图像的显示时间低于原设计时间，则选用等比例加速方式进行显示。
本发明针对显示组集中的第一个帧图像，以原设计时间进行显示，能够有效保证不同显示组集中帧图像显示的衔接顺畅。
在本实施例中，显示组集中的第一个帧图像以原设计时间进行显示。本发明针对显示组集中的第一个帧图像，以原设计时间进行显示，能够有效保证不同显示组集中帧图像显示的衔接顺畅。
实施例2：基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示系统，该系统用于实现实施例1记载的基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法，如图4所示，包括选取模块、捕捉模块、划分模块、计算模块、分析模块和显示模块。
其中，选取模块，用于根据时间戳先后顺序选取以连续帧分布的多个帧图像，得到帧图像集；捕捉模块，用于标记出每一个帧图像中的动作点，得到相应帧图像的动作点集；划分模块，用于将帧图像集划分为至少一个以动作点集相同且相应帧图像呈连续帧分布的显示组集；计算模块，用于根据显示组集中帧图像的数量与标准帧速率之比计算得到显示组集的显示总时长；分析模块，用于根据相邻帧图像所对应的动作点集中动作点的分布情况，分析得到两个帧图像中处于下一帧的帧图像的移动变化量；显示模块，用于根据各个帧图像的移动变化量之比以及显示总时长计算各个帧图像的显示时间，并依据各个帧图像的显示时间进行自适应动态显示。
工作原理：通过对两个连续帧分布的帧图像中动作点的变化情况进行分析，能够根据动作变化幅度对各个帧图像的显示时间进行自适应的动态显示，能够使得整个帧动画显示呈现一个稳定的节奏感，也使得调整后的显示时间能够更加符合剧情需求；此外，对显示设备的帧速率也无特殊要求，应用范围更广。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法，其特征是，包括以下步骤：
根据时间戳先后顺序选取以连续帧分布的多个帧图像，得到帧图像集；
标记出每一个帧图像中的动作点，得到相应帧图像的动作点集；
将帧图像集划分为至少一个以动作点集相同且相应帧图像呈连续帧分布的显示组集；
根据显示组集中帧图像的数量与标准帧速率之比计算得到显示组集的显示总时长；
根据相邻帧图像所对应的动作点集中动作点的分布情况，分析得到两个帧图像中处于下一帧的帧图像的移动变化量；
根据各个帧图像的移动变化量之比以及显示总时长计算各个帧图像的显示时间，并依据各个帧图像的显示时间对相应帧图像进行显示；
所述移动变化量的分析获得过程具体为：
从两个相邻帧图像的动作点集中选取至少一个动作点作为基础参考点；
从两个相邻帧图像的动作点集中为每个基础参考点选取至少两个动作点作为关联参考点；
计算两个帧图像中基础参考点之间的直线距离值；
将两个基础参考点平移重合，并以基础参考点、平移后两个对应关联参考点构建三角形，以及建立三角形的外接圆后得到两个对应关联参考点之间的圆弧长度；
对不同关联参考点的圆弧长度进行权重计算后得到曲线距离值，并以直线距离值与曲线距离值之和作为移动变化量。
2.根据权利要求1所述的基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法，其特征是，所述移动变化量的计算公式具体为：
Figure FDA0003779878580000011
其中，D表示移动变化量；l表示两个基础参考点之间的直线距离值；n表示每个基础参考点所对应的关联参考点数量；Ci表示第i个关联参考点的圆弧长度；δi表示第i个关联参考点的权重系数，同一个基础参考点下所有关联参考点的权重系数之和为1，且距离基础参考点越远的权重系数越大。
3.根据权利要求1所述的基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法，其特征是，所述移动变化量的计算公式具体为：
Figure FDA0003779878580000012
其中，D表示移动变化量；l表示两个基础参考点之间的直线距离值；n表示每个基础参考点所对应的关联参考点数量；Ci表示第i个关联参考点的圆弧长度。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法，其特征是，所述帧图像的显示过程具体为：
若所述帧图像的显示时间超出原设计时间，则选用增加特写放缓或等比例减速方式进行显示；
若所述帧图像的显示时间低于原设计时间，则选用等比例加速方式进行显示。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法，其特征是，所述显示组集中的第一个帧图像以原设计时间进行显示。
6.基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示系统，其特征是，包括：
选取模块，用于根据时间戳先后顺序选取以连续帧分布的多个帧图像，得到帧图像集；
捕捉模块，用于标记出每一个帧图像中的动作点，得到相应帧图像的动作点集；
划分模块，用于将帧图像集划分为至少一个以动作点集相同且相应帧图像呈连续帧分布的显示组集；
计算模块，用于根据显示组集中帧图像的数量与标准帧速率之比计算得到显示组集的显示总时长；
分析模块，用于根据相邻帧图像所对应的动作点集中动作点的分布情况，分析得到两个帧图像中处于下一帧的帧图像的移动变化量；
显示模块，用于根据各个帧图像的移动变化量之比以及显示总时长计算各个帧图像的显示时间，并依据各个帧图像的显示时间对相应帧图像进行显示；
所述移动变化量的分析获得过程具体为：
从两个相邻帧图像的动作点集中选取至少一个动作点作为基础参考点；
从两个相邻帧图像的动作点集中为每个基础参考点选取至少两个动作点作为关联参考点；
计算两个帧图像中基础参考点之间的直线距离值；
将两个基础参考点平移重合，并以基础参考点、平移后两个对应关联参考点构建三角形，以及建立三角形的外接圆后得到两个对应关联参考点之间的圆弧长度；
对不同关联参考点的圆弧长度进行权重计算后得到曲线距离值，并以直线距离值与曲线距离值之和作为移动变化量。
7.一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，其特征是，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5中任意一项所述的基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法。
8.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征是，所述计算机程序被处理器执行可实现如权利要求1-5中任意一项所述的基于动作点捕捉分析的帧动画自适应显示方法。
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