一種骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)的壓縮方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)的壓縮方法及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代三維大型多人在線（3DMM0,3D Massively Multiplayer Online)游戲中使用 大量了的人物角色，每個(gè)人物角色動(dòng)畫(huà)都包含大量骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)，每根骨骼在每一時(shí)刻都 對(duì)應(yīng)一個(gè)變換矩陣，記錄著該骨骼的位置、朝向、縮放信息，假如一個(gè)人物角色有Μ根骨骼， 動(dòng)畫(huà)序列長(zhǎng)度為Ν幀，則該角色動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)需要ΜΧΝ幀進(jìn)行存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致游戲程序 安裝包尺寸臃腫，延長(zhǎng)了安裝包的下載時(shí)間、安裝時(shí)間以及游戲程序的更新時(shí)間。
[0003] 角色動(dòng)畫(huà)存儲(chǔ)在3DMAX/MAYA等創(chuàng)作工具中，在導(dǎo)出動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)時(shí)，導(dǎo)出的采樣頻率 越大，動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)量也越大，動(dòng)畫(huà)效果越逼真。相反，當(dāng)導(dǎo)出時(shí)的采樣頻率越小，動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)量越 小。現(xiàn)有技術(shù)中，在創(chuàng)作工具中以較低的導(dǎo)出采樣率fps(fps < 30,一般fps = 15)導(dǎo)出動(dòng)畫(huà) 資源，以減小動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)量，并以插值的方法計(jì)算采樣點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)。但是，現(xiàn)有技術(shù)中降低 導(dǎo)出采樣率在減少動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)量的同時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作失真和變形，影響動(dòng)畫(huà)效果。例如， 當(dāng)骨骼動(dòng)畫(huà)的每一幀都是非線性數(shù)據(jù)時(shí)，插值計(jì)算的結(jié)果將完全偏離原始數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)的壓縮方法及裝置，在采用高采樣率保證骨骼動(dòng)畫(huà) 的動(dòng)作不失真的情況下，對(duì)骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，以減小骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)量。
[0005] -方面，本發(fā)明提供了一種骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)的壓縮方法，包括：
[0006] 從源骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)中獲取每一采樣時(shí)刻的骨骼變換矩陣，并將獲取的骨骼變換矩 陣拆分為變換分量；
[0007] 針對(duì)每一采樣時(shí)刻，依據(jù)該采樣時(shí)刻之前的變換分量以及該采樣時(shí)刻之后的變換 分量，計(jì)算該采樣時(shí)刻的變換分量插值，并依據(jù)該采樣時(shí)刻的變換分量、該變換分量對(duì)應(yīng)的 插值與偏差閥值，確定該采樣時(shí)刻的變換分量為非關(guān)鍵變換分量或關(guān)鍵變換分量；
[0008] 剔除非關(guān)鍵變換分量。
[0009] 另一方面，本發(fā)明還公開(kāi)了一種骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)的壓縮裝置，包括：
[0010] 分量獲取模塊，用于從源骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)中獲取每一采樣時(shí)刻的骨骼變換矩陣，并 將獲取的骨骼變換矩陣拆分為變換分量；
[0011] 分量識(shí)別模塊，用于針對(duì)每一采樣時(shí)刻，依據(jù)該采樣時(shí)刻之前的變換分量以及該 采樣時(shí)刻之后的變換分量，計(jì)算該采樣時(shí)刻的變換分量插值，并依據(jù)該采樣時(shí)刻的變換分 量、該變換分量對(duì)應(yīng)的插值與偏差閥值，確定該采樣時(shí)刻的變換分量為非關(guān)鍵變換分量或 關(guān)鍵變換分量；
[0012] 分量剔除模塊，用于剔除非關(guān)鍵變換分量。
[0013] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案，根據(jù)每一采樣時(shí)刻之前的變換分量以及該采樣時(shí)刻之后 的變換分量，計(jì)算該采樣時(shí)刻的變換分量插值，剔除通過(guò)該采樣時(shí)刻的變換分量、該變換分 量對(duì)應(yīng)的插值以及偏差閥值確定非關(guān)鍵變換分量，在采用高采樣率避免骨骼動(dòng)畫(huà)的動(dòng)作失 真的情況下，對(duì)骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，以減小骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)量。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)的壓縮方法的流程示意圖；
[0015] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)的壓縮方法的流程示意圖；
[0016] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)的壓縮裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。可以理解的是，此處所描 述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便 于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0018] 在更加詳細(xì)地討論示例性實(shí)施例之前應(yīng)當(dāng)提到的是，一些示例性實(shí)施例被描述成 作為流程圖描繪的處理或方法。雖然流程圖將各項(xiàng)操作(或步驟)描述成順序的處理，但是 其中的許多操作可以被并行地、并發(fā)地或者同時(shí)實(shí)施。此外，各項(xiàng)操作的順序可以被重新安 排。當(dāng)其操作完成時(shí)所述處理可以被終止，但是還可以具有未包括在附圖中的附加步驟。所 述處理可以對(duì)應(yīng)于方法、函數(shù)、規(guī)程、子例程、子程序等等。
[0019] 實(shí)施例一
[0020] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)的壓縮方法的流程示意圖。參見(jiàn) 圖1，骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)的壓縮方法包括步驟S110-S130:
[0021] S110、從源骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)中獲取每一采樣時(shí)刻的骨骼變換矩陣，并將獲取的骨骼 變換矩陣拆分為變換分量。
[0022] 其中，源骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在動(dòng)畫(huà)制作工具中骨骼變換矩陣的原始集合，每根 骨骼在每一時(shí)刻都對(duì)應(yīng)一個(gè)骨骼變換矩陣，骨骼變換矩陣記錄著骨骼的位置、朝向和縮放 信息。
[0023] 當(dāng)從動(dòng)畫(huà)制作工具中以一定采樣率獲取了每一骨格每一時(shí)刻的骨骼變換矩陣之 后，將骨骼變換矩陣拆分為多個(gè)變換分量。具體的，變換分量可以包括平移分量、旋轉(zhuǎn)分量 和縮放分量，其中旋轉(zhuǎn)分量可以由歸一化四元數(shù)表示。其中，平移分量可以用三維向量表 示，旋轉(zhuǎn)變量可以用一個(gè)四元數(shù)表示。四元數(shù)是簡(jiǎn)單的超復(fù)數(shù)，即由實(shí)數(shù)加上三個(gè)虛數(shù)單位 i、j、k組成，上述三個(gè)虛數(shù)單位具有如下的關(guān)系：i~2 = j~2 = k~2 = -l，i~0 = j~0 = k~0=l， 每個(gè)四元數(shù)都是l、i、j和k的線性組合，四元數(shù)一般可表示為a+bk+cj+di，其中a、b、c、d是實(shí) 數(shù)。上述四元數(shù)可以通過(guò)歸一化的方式表示，歸一化作為一種簡(jiǎn)化計(jì)算的方式，是將有量綱 的表達(dá)式經(jīng)過(guò)變換轉(zhuǎn)換為無(wú)量綱的表達(dá)式。
[0024] S120、針對(duì)每一米樣時(shí)刻，依據(jù)該米樣時(shí)刻之前的變換分量以及該米樣時(shí)刻之后 的變換分量，計(jì)算該采樣時(shí)刻的變換分量插值，并依據(jù)該采樣時(shí)刻的變換分量、該變換分量 對(duì)應(yīng)的插值與偏差閥值，確定該采樣時(shí)刻的變換分量為非關(guān)鍵變換分量或關(guān)鍵變換分量。
[0025]構(gòu)建骨骼動(dòng)畫(huà)時(shí)，以一定的采樣率對(duì)源骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，并將采樣后的骨 骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)作為構(gòu)建骨骼動(dòng)畫(huà)的數(shù)據(jù)幀。示例性的，采樣率一般為15幀/s，則從源骨骼動(dòng)畫(huà) 數(shù)據(jù)中每隔Is從源骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)中采樣15幀數(shù)據(jù)。然而，本發(fā)明中，骨骼變換矩陣是以大于 15幀/s的采樣率從源骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)中導(dǎo)出的。高采樣率能夠避免骨骼動(dòng)畫(huà)的動(dòng)作失真。
[0026]在按照高采樣率獲取骨骼變換矩陣以及拆分后的變換分量之后，根據(jù)該采樣時(shí)刻 之前以及該采樣時(shí)刻之后的變換分量計(jì)算該采樣時(shí)刻的變換分量插值，可以計(jì)算該采樣時(shí) 刻的變換分量和變化分量插值之間的差值，并根據(jù)差值與預(yù)先設(shè)置的偏差閥值之間的大小 關(guān)系，判斷該采樣時(shí)刻的變換分量是否是關(guān)鍵變換分量。若該采樣時(shí)刻的變換分量不是關(guān) 鍵變換分量，則該采樣時(shí)刻的變換分量為非關(guān)鍵變換分量。
[0027] S130、剔除非關(guān)鍵變換分量。
[0028]當(dāng)經(jīng)過(guò)步驟S120之后，變換分量被劃分為關(guān)鍵變換分量以及非關(guān)鍵變換分量，剔 除所有的非關(guān)鍵變換分量，保留所有的關(guān)鍵變換分量，并采用所有的關(guān)鍵變換分量構(gòu)建骨 骼動(dòng)畫(huà)，在壓縮骨骼動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)的同時(shí)，避免了骨骼動(dòng)畫(huà)動(dòng)作的失真