一种多点触控二维动画的制作方法技术

一种多点触控二维动画的制作方法，涉及计算机图形学。1)句柄指定：用户在输入图像上采用句柄定义手势指定各种类型的编辑句柄；2)动画生成：以指定句柄为约束构造三角网格，计算各句柄变换权重。用户通过句柄操纵手势编辑各个句柄，根据变换权重计算网格每个顶点编辑后的位置，最后通过重心坐标插值更新嵌入网格的图像；3)信号分解：将动态三角网格序列表示的动画分解成形状、姿势和时间三个相对独立信号；4)信号编辑：用户通过良好定义的多点触控手势分别对分离出的形状、姿势和时间三个相对独立信号独立编辑；5)动画输出：调用库将动画序列存储为GIF图片输出。简单直观、功能强大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机图形学，特别是涉及。
技术介绍
动画作为一种融合了众多艺术门类的综合性艺术，自其诞生之日起便以其自身独 特的表现形式和应用价值独立于世界艺术之林。计算机图形学和硬件技术的高速发展使得 计算机动画开始走向辉煌。《星球大战》、《玩具总动员》、《侏罗纪公园》等优秀电影让人们充 分领略到了计算机动画技术的魅力。计算机动画已经渗透到人们生活的各个角落，广泛应 用于商业广告、电视片头、电影电视特技、动画片、游戏、教育、军事等各种领域。计算机动画 的制作技术有很多，典型的如关键帧动画、关节动画、人体动画以及基于物理的动画等。其 中，关键帧动画是一种最为经典的技术。关键帧的概念来源于传统的卡通片制作。在早期 WaltDisney的制作室，熟练的动画师负责设计动画片中的关键画面（即所谓的关键帧）， 然后由一般的动画师设计中间帧。在图形学领域，学者们致力于研究各种用于方便且高质 量生成两种帧的各种技术：为了方便艺术家设计关键帧，研究人员提出了各种变形技术。它 们的基本思想就是通过编辑较为简单的代理句柄，并将代理句柄的变换效果以自然的方式 传递到整个复杂物体上，从而实现对物体的整体编辑，这里的核心问题是如何将代理句柄 的变换以自然的方式传递到整个物体上。一些研究人员采用基于网格的方法，Igarashi等 人设计了一个分步的解析算法，首先根据句柄变换确定三角网格上每个三角形的合适的 旋转，然后再进一步调整它们的缩放比例。他们将两个步骤都用表示为二次能量的优化，从 而转化为一个线性系统的求解问题，达到了实时。Sheffer和Kraevoy以及Sorkine等人 通过引入具有特定不变属性的坐标以捕捉三角网格的局部形状，在变形过程中保持这些 坐标不变从而使得三角网格的局部形状得以保持。还有一些研究人员提出了各种无网格方 法，Sederberg和Parry提出的自由变形技术以及Bookstein提出的薄板样条变形技术 是早期的一些例子，后续的研究人员设计了各种形状敏感的广义重心坐标，比如均值坐 标 以及它们的各种改进形式];对于中间帧，由于在整个动画序列中所起的作用不 一样，一般都是通过对两个关键帧进行自动插值生成。选择什么样的几何量进行插值是其 中的核心问题。一种比较简单的方法是对每个对应点进行线性插值，然而这种方式容易导 致收缩等问题。Xu等人对三角形的变形梯度进行线性插值，并最终通过求解泊松方程 重建插值后的顶点坐标，然而该方法在旋转比较大的情况下会出现瑕疵。Winkler等人 采用对三角形的边长和二面角进行非线性插值的方式解决大旋转的问题，但该方法极为耗 时。Fr"ohlich和Botsch[134；^出了一种快速的近似方法。 尽管二维动画的相关制作技术已经在图形学界得到持久和广泛的讨论，然而需要 指出的是，已有的研究更多的集中在如何改善动画的效果上。现有动画系统的交互界面仍 然比较复杂和抽象，尤其不适合业余的爱好者：（1)尽管变形技术的进步让艺术家只要通 过编辑一些简单的句柄就可以实现对物体整体的自然形变，从而设计出高质量的关键帧， 但是这些句柄的自由度仍然是比较高的，且有些编辑操作如旋转等采用鼠标方式仍然显得 不够直观；（2)现有的动画系统大都仅提供了时间线的方式让艺术家对动画序列的时间进 程进行控制，实现快进快出或慢进慢出等效果，这样操作方式显得尤为抽象，而且这种一维 的编辑形式显然局限性也很大。 参考文献： TakeoIgarashi，TomerMoscovich,andJohn F.Hughes, "As-rigid-as-possibleshapemanipulation，''ACMTrans.Graph.，vol. 24,n o. 3,pp. 107 - 116, 2005. A.ShefferandV.Kraevoy,"Pyramidcoordinatesformorphingand deformation，"inProceedingsofthe3DDataProcessing,Visualization,and Transmission, 2004,pp. 68 - 75. 01gaSorkine，YaronLipman，andDanielCohen-〇r，αLaplacianSurface Editing，''inProceedingsoftheEurographics/ACMSIGGRAPHSymposiumonGeometry Processing2004, 2004,pp. 179 - 188. T.ff.SederbergandS.R.Parry, ^Free-formdeformationofsolid geometricmodels，"inProceedingsofACMSIGGRAPH，1986,pp. 151 - 160. F.L.Bookstein,"Principalwarps:Thin-platesplinesand thedecompositionofdeformations，"IEEETrans.PatternAnal.Mach. Intell.，pp. 567 - 585, 1989. M.S.Floater，"Meanvaluecoordinates，"Comput.AidedGeom.Des.，vol. 2 0,no. 1,pp. 19 - 27, 2003. TaoJu，ScottSchaefer，andJoeWarren，"Meanvaluecoordinatesfor closedtriangularmeshes，''ACMTrans.Graph.，vol. 24,no. 3,pp. 561 - 566, 2005. P.Joshi，M.Meyer，T.DeRose，B.Green，andT.Sanocki，"Harmonic coordinatesforcharacterarticulation，''ACMTrans.Graph.，vol. 26,no. 3,p.Article No. 71，2007. YaronLipman,DavidLevin,andDanielCohen-〇r，uGreen Coordinates，"ACMTrans.Graph.，vol. 27,no. 3, 2008. Xian-YingLi，TaoJu，andShi-MinHu，"CubicMeanValue Coordinates，''ACMTrans.Graph.，vol. 32,no. 4,p.ArticleNo. 126, 2013. DongXu,HongxinZhang,QingWang，andH.Bao,"Poissonshape interpolation，"inProcofthe2005ACMSymposiumonsolidandphysical modeling，2005,pp. 267 - 274. T.Winkler,J.Drieseberg,M.Alexa,andK.Hormann, ^Multi-scalegeometry interpolation, ^Comput.Graph.Forum,vol. 29,n本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多点触控二维动画的制作方法，其特征在于包括以下步骤：1)句柄指定：用户在输入图像上采用句柄定义手势指定各种类型的编辑句柄；2)动画生成：以指定句柄为约束构造三角网格，计算各句柄变换权重。用户通过句柄操纵手势编辑各个句柄，根据变换权重计算网格每个顶点编辑后的位置，最后通过重心坐标插值更新嵌入网格的图像；3)信号分解：将动态三角网格序列表示的动画分解成形状、姿势和时间三个相对独立信号；4)信号编辑：用户通过良好定义的多点触控手势分别对分离出的形状、姿势和时间三个相对独立信号独立编辑；5)动画输出：调用库将动画序列存储为GIF图片输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林俊聪，高星，廖明宏，李贵林，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35