本發(fā)明涉及二維動(dòng)畫技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種能夠保持形狀特征語義的保結(jié)構(gòu)的二維形狀內(nèi)插方法。

背景技術(shù)：
隨著數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了諸多的數(shù)字娛樂應(yīng)用，如電影、網(wǎng)絡(luò)、游戲等。二維動(dòng)畫是這些應(yīng)用中的一個(gè)重要內(nèi)容。因此，為了進(jìn)一步推動(dòng)并普及這些應(yīng)用，需要設(shè)計(jì)并提供相應(yīng)的工具，以讓用戶能夠直觀快速地制作想要的二維動(dòng)畫。二維形狀內(nèi)插是計(jì)算機(jī)動(dòng)畫領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要技術(shù)。給定對(duì)象的任意二個(gè)相鄰關(guān)鍵姿勢的形狀(稱為源形狀和目標(biāo)形狀)，該技術(shù)通過自動(dòng)生成源形狀到目標(biāo)形狀的過渡序列，從而得到關(guān)鍵姿勢之間的中間姿勢，進(jìn)而制作出相應(yīng)的動(dòng)畫序列。在二維形狀內(nèi)插技術(shù)中，一種直接的方法是通過線性或者非線性地插值源和目標(biāo)形狀之間對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)的位置，來生成形狀之間的過渡序列。但是，由于該方法沒有考慮形狀上的幾何屬性，當(dāng)源和目標(biāo)形狀之間存在較大的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變化時(shí)，由該方法生成的形狀過渡序列常會(huì)發(fā)生較大的全局或者局部扭曲。為了解決該問題，研究人員提出了邊角插值方法，該方法通過插值源和目標(biāo)形狀上對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)的角度和對(duì)應(yīng)邊的長度，來最小化形狀的扭曲，從而生成視覺真實(shí)的形狀過渡。但是，上述方法難以在二維卡通動(dòng)畫的插值過程中保持形狀的特征語義。中國專利授權(quán)公開號(hào)：CN101441772，授權(quán)公開日2009年5月27日，公開了一種三維輔助的二維圖形繪制方法，步驟包括：步驟一、讀入三維模型，獲取三維模型的頂點(diǎn)的法向量、頂點(diǎn)的主曲率、頂點(diǎn)的高斯曲率和頂點(diǎn)的主曲率方向；步驟二、將所述三維模型安放在三維空間中，允許對(duì)所述三維模型的位置進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)，用戶可以方便的確定所述三維模型之間的空間位置關(guān)系及視角，并將所述三維模型投影在二維動(dòng)畫場景中；步驟三、繪制所述三維模型的邊緣輪廓線；步驟四、獲取與視點(diǎn)相關(guān)的特征線；步驟五、對(duì)步驟四所述與視點(diǎn)相關(guān)的特征線進(jìn)行繪制。該發(fā)明的不足之處是，難以在二維卡通動(dòng)畫的插值過程中保持形狀的特征語義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有的二維形狀內(nèi)插技術(shù)難以在插值過程中保持形狀特征語義的不足，提供了一種能夠保持形狀特征語義的保結(jié)構(gòu)二維形狀內(nèi)插方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種保結(jié)構(gòu)的二維形狀內(nèi)插方法，包括兩個(gè)存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中的分別由線條組合構(gòu)成的源形狀和目標(biāo)形狀，源形狀和目標(biāo)形狀均為二維形狀；在源形狀和目標(biāo)形狀之間插值生成過渡形狀包括如下步驟：(1-1)構(gòu)造源空間框架和與源空間框架相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)空間框架：在計(jì)算機(jī)中設(shè)定為源形狀和目標(biāo)形狀中對(duì)應(yīng)線條的集合，為源形狀中的線條，為目標(biāo)形狀中與對(duì)應(yīng)的線條，i為源形狀和目標(biāo)形狀中線條的序號(hào)；(1-1-1)對(duì)任意一對(duì)對(duì)應(yīng)線條計(jì)算機(jī)分別抽取和上的對(duì)應(yīng)視覺顯著性點(diǎn)，這些視覺顯著性點(diǎn)分別將和分割成若干對(duì)對(duì)應(yīng)的子線條；順序連接和上的視覺顯著性點(diǎn)，得到兩個(gè)線條框架，它們的頂點(diǎn)和邊一一對(duì)應(yīng)，并且每對(duì)對(duì)應(yīng)邊與和上的一對(duì)對(duì)應(yīng)子線條相關(guān)聯(lián)；(1-1-2)計(jì)算機(jī)將源形狀的線條框架組合在一起，得到源空間框架；將目標(biāo)形狀的線條框架組合在一起，得到目標(biāo)空間框架；在計(jì)算機(jī)中設(shè)定為源形狀和目標(biāo)形狀中對(duì)應(yīng)線條框架的集合，并設(shè)定一個(gè)線條框架的距離閾值為W；當(dāng)任意兩組對(duì)應(yīng)的線條框架和之間的距離小于閾值W，則分別在和之間以及和之間放入一對(duì)對(duì)應(yīng)的連接線段；(1-2)設(shè)定源和目標(biāo)形狀分別對(duì)應(yīng)插值時(shí)刻在0和1時(shí)的形狀，則在0到1之間的任意插值時(shí)刻t，如下生成源和目標(biāo)形狀之間的過渡形狀：(1-2-1)計(jì)算機(jī)利用邊角插值方法，獲得源和目標(biāo)形狀中每一對(duì)對(duì)應(yīng)子線條之間在插值時(shí)刻t的過渡子線條；(1-2-2)構(gòu)造位于源空間框架和目標(biāo)空間框架之間的過渡空間框架：設(shè)定為源空間框架和目標(biāo)空間框架中對(duì)應(yīng)邊的集合，其中，為源空間框架中的邊，為目標(biāo)空間框架中的邊，{i，j}為邊中頂點(diǎn)的序號(hào)；...