模擬虛擬照相機(jī)的性能的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及影片(mot1n picture)和視頻游戲，并且更具體地，涉及模擬在針對(duì)此類影片和視頻游戲生成的場(chǎng)景內(nèi)部操作的虛擬照相機(jī)的性能。
【背景技術(shù)】
[0002]使用運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)來捕捉實(shí)際對(duì)象的移動(dòng)并將其映射到計(jì)算機(jī)生成的對(duì)象上。此類系統(tǒng)常常被用于產(chǎn)生影片和視頻游戲以便創(chuàng)建被用作源數(shù)據(jù)以創(chuàng)建計(jì)算機(jī)圖形(CG)動(dòng)畫的數(shù)字表示。在使用典型運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的會(huì)話中，演員(actor)身穿具有被附著在各種位置處的標(biāo)記(例如具有被附著于身體和肢體的小反射標(biāo)記)的套裝，并且數(shù)字式照相機(jī)記錄演員的移動(dòng)。該系統(tǒng)然后分析圖像以在每個(gè)幀中確定標(biāo)記在演員的套裝上的位置(例如作為空間坐標(biāo))和取向。通過跟蹤標(biāo)記的位置，系統(tǒng)隨著時(shí)間的推移創(chuàng)建標(biāo)記的空間表示并構(gòu)建運(yùn)動(dòng)中的演員的數(shù)字表示。然后將該運(yùn)動(dòng)應(yīng)用于數(shù)字模型，然后可以對(duì)該數(shù)字模型進(jìn)行紋理化和再現(xiàn)以產(chǎn)生演員和/或表演的完整CG表示。這種技術(shù)已被特技公司用來在許多流行電影和游戲中產(chǎn)生真實(shí)的動(dòng)畫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明規(guī)定(provide for)模擬在具有針對(duì)影片和視頻游戲生成的場(chǎng)景的3D環(huán)境內(nèi)部操作的虛擬照相機(jī)的性能。
[0004]在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種用于模擬在3D環(huán)境內(nèi)部操作的虛擬照相機(jī)的性能的方法。該方法包括:跟蹤對(duì)象在物理空間體積內(nèi)的位置和取向；與對(duì)象在該物理空間體積內(nèi)的被跟蹤的位置相對(duì)應(yīng)地將虛擬照相機(jī)放置在虛擬3D環(huán)境內(nèi)；捕捉虛擬照相機(jī)的視場(chǎng)內(nèi)的鏡頭，其中，依照對(duì)象的被跟蹤的位置和取向來測(cè)量虛擬照相機(jī)的視場(chǎng)；以及顯示用虛擬照相機(jī)捕捉的3D環(huán)境的捕捉鏡頭。
[0005]在另一實(shí)施例中，公開了一種用于模擬虛擬照相機(jī)在虛擬環(huán)境中的移動(dòng)的方法。該方法包括:接收包括虛擬環(huán)境的視頻文件；跟蹤由照相機(jī)操作者操作的物理照相機(jī)以生成物理照相機(jī)的位置和取向；使用生成的物理照相機(jī)的位置和取向來模擬虛擬照相機(jī)在虛擬環(huán)境內(nèi)的移動(dòng)。
[0006]在另一實(shí)施例中，公開了一種用于模擬在3D環(huán)境內(nèi)部操作的虛擬照相機(jī)的性能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:位置跟蹤器，其被配置為跟蹤在物理空間體積內(nèi)操作的物理照相機(jī)的位置；取向跟蹤器，其被配置為跟蹤物理照相機(jī)的取向；處理器，其包括存儲(chǔ)包括可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)程序的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述可執(zhí)行指令促使所述處理器:接收包括虛擬環(huán)境的視頻文件；跟蹤由照相機(jī)操作者操作的物理照相機(jī)以生成物理照相機(jī)的位置和取向；使用生成的物理照相機(jī)的位置和取向來模擬虛擬照相機(jī)在虛擬環(huán)境內(nèi)的移動(dòng)；以及顯示器，其被配置為顯示用虛擬照相機(jī)捕捉的3D環(huán)境的捕捉鏡頭。
[0007]在另一實(shí)施例中，公開了一種存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，用于模擬在具有針對(duì)影片和視頻游戲生成的場(chǎng)景的3D環(huán)境內(nèi)部操作的虛擬照相機(jī)的性能。該計(jì)算機(jī)程序包括可執(zhí)行指令，該可執(zhí)行指令促使計(jì)算機(jī):跟蹤對(duì)象在物理空間體積內(nèi)的位置和取向；與對(duì)象在該物理空間體積內(nèi)的被跟蹤的位置相對(duì)應(yīng)地將虛擬照相機(jī)放置在虛擬3D環(huán)境內(nèi)；捕捉虛擬照相機(jī)的視場(chǎng)內(nèi)的鏡頭，其中，依照對(duì)象的被跟蹤的位置和取向來測(cè)量虛擬照相機(jī)的視場(chǎng)；以及顯示用虛擬照相機(jī)捕捉的3D環(huán)境的捕捉鏡頭。
[0008]在研宄以下詳細(xì)說明和附圖之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將更容易清楚本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0009]圖1示出用于跟蹤物理照相機(jī)以模擬在針對(duì)影片和視頻游戲生成的場(chǎng)景內(nèi)操作的虛擬照相機(jī)的性能的物理空間體積。
[0010]圖2示出包括不同控制功能的物理視頻照相機(jī)的一個(gè)示例。
[0011]圖3示出物理空間體積的一個(gè)示例性裝備(setup)。
[0012]圖4是舉例說明用于模擬在針對(duì)影片和視頻游戲生成的場(chǎng)景內(nèi)部操作的虛擬照相機(jī)的性能的過程的流程圖。
[0013]圖5示出包括完全再現(xiàn)電影的視頻游戲中的示例性場(chǎng)景。
[0014]圖6示出其中玩游戲者被保持在第一人視點(diǎn)的示例性殘局(end-game)電影鏡頭(cinematic shot)。
[0015]圖7示出了示出運(yùn)動(dòng)捕捉會(huì)話的多個(gè)不同照相機(jī)角度的一個(gè)示例。
[0016]圖8示出其中將逼真特征添加到圖形人物上的一個(gè)示例性鏡頭。
[0017]圖9示出握住物理照相機(jī)并在物理空間體積內(nèi)操作的照相機(jī)操作者。
[0018]圖10不出圖2所不的物理視頻照相機(jī)的另一視圖。
[0019]圖11示出物理照相機(jī)的另一實(shí)施方式。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如本文公開的某些實(shí)施例提供了用于模擬在針對(duì)影片和視頻游戲生成的場(chǎng)景內(nèi)部操作的虛擬照相機(jī)的性能的方法和系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，生成的場(chǎng)景是從上述運(yùn)動(dòng)捕捉會(huì)話生成的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫場(chǎng)景。使用物理照相機(jī)來模擬虛擬照相機(jī)的性能，物理照相機(jī)包括所有的典型照相機(jī)控制功能，諸如記錄、重放、倒轉(zhuǎn)和快進(jìn)、以及遙攝、平移、旋轉(zhuǎn)、變焦及其它類似功能。
[0021]在閱讀本說明之后，將變得顯而易見的是如何在各種實(shí)施例和應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。然而，雖然在本文中將描述本發(fā)明的各種實(shí)施例，但應(yīng)理解的是這些實(shí)施例僅僅是以示例而非限制的方式提出的。同樣地，不應(yīng)將各種實(shí)施例的此詳細(xì)說明理解為限制本發(fā)明的范圍或?qū)挾取?br>[0022]隨著提供更真實(shí)和逼真的動(dòng)畫(常常在3D環(huán)境中)的技術(shù)的到來，視頻游戲比僅僅游戲更多地是交互式娛樂。運(yùn)動(dòng)捕捉會(huì)話(類似于圖7所示的一個(gè))使用一系列運(yùn)動(dòng)捕捉照相機(jī)來捕捉演員身體上的標(biāo)記，將捕捉的標(biāo)記轉(zhuǎn)換到計(jì)算機(jī)中，將其施加到骨骼上以生成圖形人物，并將逼真特征添加到圖形人物上(參見圖8)。為了讓玩游戲者沉浸于游戲世界中，他們需要保持參與故事。通過模擬在針對(duì)視頻游戲生成的場(chǎng)景內(nèi)部操作的虛擬照相機(jī)的性能(例如，在運(yùn)動(dòng)捕捉會(huì)話中使用運(yùn)動(dòng)捕捉照相機(jī))，向玩游戲者呈現(xiàn)兩個(gè)形式的電影鏡頭:完全再現(xiàn)電影(例如，參見圖5);以及殘局電影鏡頭(例如，參見圖6)，其中，玩游戲者被保持在第一人視點(diǎn)以嘗試使其保持沉浸于游戲中。
[0023]在圖1所示的一個(gè)實(shí)施例中，在物理空間體積100內(nèi)跟蹤對(duì)象的位置和取向以模擬在針對(duì)影片和視頻游戲生成的場(chǎng)景(“3D環(huán)境”)內(nèi)操作的虛擬照相機(jī)的性能。在一個(gè)配置中，對(duì)象是物理視頻照相機(jī)102，其具有諸如遙攝、傾斜、滾動(dòng)、俯仰、偏航、平移、變焦、聚焦、重放、記錄及其它類似控制功能的照相機(jī)控制功能。圖2示出包括不同控制功能的物理視頻照相機(jī)的一個(gè)示例。圖10示出物理視頻照相機(jī)的另一視圖。圖11示出物理照相機(jī)的另一實(shí)施方式。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，最初用膠片照相機(jī)和/或運(yùn)動(dòng)捕捉照相機(jī)來捕捉3D環(huán)境中的生成的場(chǎng)景，進(jìn)行處理并遞送到物理視頻照相機(jī)。圖7示出了示出運(yùn)動(dòng)捕捉會(huì)話的多個(gè)不同照相機(jī)角度的一個(gè)示例。在替換實(shí)施例中，用計(jì)算機(jī)圖形(例如使用關(guān)鍵幀動(dòng)畫)來生成場(chǎng)景。
[0025]在圖1的所示實(shí)施例中，使用被附著于天花板的位置跟蹤器140來跟蹤視頻照相機(jī)102的位置。在圖1所示的實(shí)施例中，將用于跟蹤器140的支撐體以網(wǎng)格圖案130布局。還可以將跟蹤器140用于感測(cè)視頻照相機(jī)102的取向。然而，在典型配置中，使用被附著于照相機(jī)102的加速度計(jì)或陀螺儀來感測(cè)照相機(jī)的取向。
[0026]一旦生成了用于3D環(huán)境的場(chǎng)景，則通過與照相機(jī)102在物理空間體積100內(nèi)的跟蹤位置相對(duì)應(yīng)地將虛擬照相機(jī)放置在3D環(huán)境內(nèi)來將照相機(jī)102模擬為在3D環(huán)境內(nèi)操作的虛擬照相機(jī)。然后，在虛擬照相機(jī)的視場(chǎng)內(nèi)捕捉電影鏡頭，該視場(chǎng)是依照照相機(jī)102的跟蹤取向所測(cè)量的。照相機(jī)操作者捕捉(或‘創(chuàng)建’)導(dǎo)演所期望的電影鏡頭并將創(chuàng)建的電影鏡頭存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中。創(chuàng)建的鏡頭被顯示在視頻照相機(jī)102的目鏡上和/或傳送到位于物理空間體積100的壁上的監(jiān)視器110。因此，‘創(chuàng)建’電影鏡頭的過程包括:將生成的場(chǎng)景遞送到物理照相機(jī)102 ;跟蹤照相機(jī)102在物理空間體積100內(nèi)的位置和取向；與物理照相機(jī)102在物理空間體積100內(nèi)的被跟蹤的位置相對(duì)應(yīng)地將虛擬照相機(jī)放置在3D環(huán)境內(nèi)；捕捉虛擬照相機(jī)的視場(chǎng)內(nèi)的鏡頭，其中，依照照相機(jī)102的被跟蹤的取向來測(cè)量虛擬照相機(jī)的視場(chǎng)；以及在虛擬照相機(jī)的視場(chǎng)內(nèi)顯示捕捉的3D環(huán)境的鏡頭以便通過照相機(jī)102的目鏡和/或監(jiān)視器110來觀看。可以有線地或無線地遞送所捕捉的鏡頭并在視頻照相機(jī)上顯示。圖3示出物理空間體積100的一個(gè)示例性裝備。
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