一种基于三视图的2.5维卡通动画自动生成方法

摘要

本发明公开一种由三视图数据自动生成2.5维卡通动画的方法。对于卡通对象上的任一条曲线，本方法在正视、侧视、俯视图上各定义一条曲线与之对应，并建立它们之间的关联关系；确定各视图中不同曲线间的深度大小；利用对称关系，扩展三视图；为卡通对象建立球坐标系，将用户输入的视点按球坐标系分解为水平方位角θ_x、仰角θ_y与极径r；基于θ_x并通过插值方法，由水平方位角相同的两关键视图得到方位角视图，并确定方位角视图上各曲线的深度关系；再根据θ_y，由θ_x插值获得的两方位角视图以及相关深度信息，得到当前视点下的视图；通过连续移动视点和极径r，生成连续变化的2.5维动画。本发明方法原理简单，易于实现，且动画生成效果较好。

主权项

一种基于三视图的2.5维卡通动画自动生成方法，其步骤是： a.定义用来描述三维卡通形体的正视图、侧视图、俯视图，其中：每个视图均由一组曲线构成，而每条曲线又由一组有序的平面控制点来定义； b.建立三视图中关联曲线的平面控制点对应关系：指定不同视图中描述空间卡通形体上同一特征的曲线之间的关联关系；并建立三视图中关联曲线平面控制点的一一对应； c.建立卡通形体的球坐标系：当前视点P在该球坐标系中表示为(r,θ_x,θ_y)，其中，θ_x为水平方位角，0≤θ_x≤2π，θ_y为仰角，0≤θ_y≤π；以该坐标原点为球心、r为半径建立观察球面，观察球面上的任意一点均称为视点； d.建立观察球面与平面矩形参数域的对应关系，即：对于观察球面上的任一视点均在平面矩形参数域中有且仅有唯一的点与之相对应，平面矩形参数域与观察球面的半径r无关，仅与方位角及仰角有关； e.确定关键视点的视图：关键视点是指方位角θ_x为π/2的整数倍且仰角θ_y为π/2、0或‑π/2时，θ_x与θ_y的组合所确定的视点；利用轴对称与旋转对称关系计算所有的关键视点视图； f.确定与当前视点关联的四个关键视点：对于观察球面上的任一视点，首先找出其在平面矩形参数域中的对应视点；由对应视点所属的区域，确定当前视点关联的四个关键视点； g.计算水平方向的中间视图：利用插值方法，由水平方位角相等的两关键视图计算方位角为θ_x时的中间视图T₁、T₂，并指定中间视图中各曲线的深度值关系； h.计算竖直方向的中间视图：由步骤h计算获得的两中间视图T₁、T₂，根据仰角θ_y通过插值方法得到当前视点视图T，并指定该视图中各曲线之间的深度值关系； i.生成2.5维动画：连续变化视点以及观察球面半径r，输出变化视点下的图像帧，生成2.5维卡通动画。