模拟虚拟照相机的性能的方法和系统技术方案

模拟在具有针对影片和视频游戏生成的场景的3D环境内部操作的虚拟照相机的性能包括：跟踪对象在物理空间体积内的位置和取向；与对象在物理空间体积内的被跟踪的位置相对应地将虚拟照相机放置在虚拟3D环境内；捕捉虚拟照相机的视场内的镜头，其中，依照对象的被跟踪的位置和取向来测量虚拟照相机的视场；以及显示用虚拟照相机捕捉的3D环境的捕捉镜头。

【技术实现步骤摘要】
模拟虚拟照相机的性能的方法和系统
本专利技术涉及影片（motionpicture）和视频游戏，并且更具体地，涉及模拟在针对此类影片和视频游戏生成的场景内部操作的虚拟照相机的性能。
技术介绍
使用运动捕捉系统来捕捉实际对象的移动并将其映射到计算机生成的对象上。此类系统常常被用于产生影片和视频游戏以便创建被用作源数据以创建计算机图形（CG）动画的数字表示。在使用典型运动捕捉系统的会话中，演员（actor）身穿具有被附着在各种位置处的标记（例如具有被附着于身体和肢体的小反射标记）的套装，并且数字式照相机记录演员的移动。该系统然后分析图像以在每个帧中确定标记在演员的套装上的位置（例如作为空间坐标）和取向。通过跟踪标记的位置，系统随着时间的推移创建标记的空间表示并构建运动中的演员的数字表示。然后将该运动应用于数字模型，然后可以对该数字模型进行纹理化和再现以产生演员和/或表演的完整CG表示。这种技术已被特技公司用来在许多流行电影和游戏中产生真实的动画。
技术实现思路
本专利技术规定（providefor）模拟在具有针对影片和视频游戏生成的场景的3D环境内部操作的虚拟照相机的性能。在一个实施例中，公开了一种用于模拟在3D环境内部操作的虚拟照相机的性能的方法。该方法包括：跟踪对象在物理空间体积内的位置和取向；与对象在该物理空间体积内的被跟踪的位置相对应地将虚拟照相机放置在虚拟3D环境内；捕捉虚拟照相机的视场内的镜头，其中，依照对象的被跟踪的位置和取向来测量虚拟照相机的视场；以及显示用虚拟照相机捕捉的3D环境的捕捉镜头。在另一实施例中，公开了一种用于模拟虚拟照相机在虚拟环境中的移动的方法。该方法包括：接收包括虚拟环境的视频文件；跟踪由照相机操作者操作的物理照相机以生成物理照相机的位置和取向；使用生成的物理照相机的位置和取向来模拟虚拟照相机在虚拟环境内的移动。在另一实施例中，公开了一种用于模拟在3D环境内部操作的虚拟照相机的性能的系统。该系统包括：位置跟踪器，其被配置为跟踪在物理空间体积内操作的物理照相机的位置；取向跟踪器，其被配置为跟踪物理照相机的取向；处理器，其包括存储包括可执行指令的计算机程序的存储介质，所述可执行指令促使所述处理器：接收包括虚拟环境的视频文件；跟踪由照相机操作者操作的物理照相机以生成物理照相机的位置和取向；使用生成的物理照相机的位置和取向来模拟虚拟照相机在虚拟环境内的移动；以及显示器，其被配置为显示用虚拟照相机捕捉的3D环境的捕捉镜头。在另一实施例中，公开了一种存储计算机程序的计算机可读存储介质，用于模拟在具有针对影片和视频游戏生成的场景的3D环境内部操作的虚拟照相机的性能。该计算机程序包括可执行指令，该可执行指令促使计算机：跟踪对象在物理空间体积内的位置和取向；与对象在该物理空间体积内的被跟踪的位置相对应地将虚拟照相机放置在虚拟3D环境内；捕捉虚拟照相机的视场内的镜头，其中，依照对象的被跟踪的位置和取向来测量虚拟照相机的视场；以及显示用虚拟照相机捕捉的3D环境的捕捉镜头。在研究以下详细说明和附图之后，本领域的技术人员将更容易清楚本专利技术的其它特征和优点。附图说明图1示出用于跟踪物理照相机以模拟在针对影片和视频游戏生成的场景内操作的虚拟照相机的性能的物理空间体积。图2示出包括不同控制功能的物理视频照相机的一个示例。图3示出物理空间体积的一个示例性装备（setup）。图4是举例说明用于模拟在针对影片和视频游戏生成的场景内部操作的虚拟照相机的性能的过程的流程图。图5示出包括完全再现电影的视频游戏中的示例性场景。图6示出其中玩游戏者被保持在第一人视点的示例性残局（end-game）电影镜头（cinematicshot）。图7示出了示出运动捕捉会话的多个不同照相机角度的一个示例。图8示出其中将逼真特征添加到图形人物上的一个示例性镜头。图9示出握住物理照相机并在物理空间体积内操作的照相机操作者。图10示出图2所示的物理视频照相机的另一视图。图11示出物理照相机的另一实施方式。具体实施方式如本文公开的某些实施例提供了用于模拟在针对影片和视频游戏生成的场景内部操作的虚拟照相机的性能的方法和系统。在某些实施例中，生成的场景是从上述运动捕捉会话生成的计算机动画场景。使用物理照相机来模拟虚拟照相机的性能，物理照相机包括所有的典型照相机控制功能，诸如记录、重放、倒转和快进、以及遥摄、平移、旋转、变焦及其它类似功能。在阅读本说明之后，将变得显而易见的是如何在各种实施例和应用中实现本专利技术。然而，虽然在本文中将描述本专利技术的各种实施例，但应理解的是这些实施例仅仅是以示例而非限制的方式提出的。同样地，不应将各种实施例的此详细说明理解为限制本专利技术的范围或宽度。随着提供更真实和逼真的动画（常常在3D环境中）的技术的到来，视频游戏比仅仅游戏更多地是交互式娱乐。运动捕捉会话（类似于图7所示的一个）使用一系列运动捕捉照相机来捕捉演员身体上的标记，将捕捉的标记转换到计算机中，将其施加到骨骼上以生成图形人物，并将逼真特征添加到图形人物上（参见图8）。为了让玩游戏者沉浸于游戏世界中，他们需要保持参与故事。通过模拟在针对视频游戏生成的场景内部操作的虚拟照相机的性能（例如，在运动捕捉会话中使用运动捕捉照相机），向玩游戏者呈现两个形式的电影镜头：完全再现电影（例如，参见图5）；以及残局电影镜头（例如，参见图6），其中，玩游戏者被保持在第一人视点以尝试使其保持沉浸于游戏中。在图1所示的一个实施例中，在物理空间体积100内跟踪对象的位置和取向以模拟在针对影片和视频游戏生成的场景（“3D环境”）内操作的虚拟照相机的性能。在一个配置中，对象是物理视频照相机102，其具有诸如遥摄、倾斜、滚动、俯仰、偏航、平移、变焦、聚焦、重放、记录及其它类似控制功能的照相机控制功能。图2示出包括不同控制功能的物理视频照相机的一个示例。图10示出物理视频照相机的另一视图。图11示出物理照相机的另一实施方式。在一个实施例中，最初用胶片照相机和/或运动捕捉照相机来捕捉3D环境中的生成的场景，进行处理并递送到物理视频照相机。图7示出了示出运动捕捉会话的多个不同照相机角度的一个示例。在替换实施例中，用计算机图形（例如使用关键帧动画）来生成场景。在图1的所示实施例中，使用被附着于天花板的位置跟踪器140来跟踪视频照相机102的位置。在图1所示的实施例中，将用于跟踪器140的支撑体以网格图案130布局。还可以将跟踪器140用于感测视频照相机102的取向。然而，在典型配置中，使用被附着于照相机102的加速度计或陀螺仪来感测照相机的取向。一旦生成了用于3D环境的场景，则通过与照相机102在物理空间体积100内的跟踪位置相对应地将虚拟照相机放置在3D环境内来将照相机102模拟为在3D环境内操作的虚拟照相机。然后，在虚拟照相机的视场内捕捉电影镜头，该视场是依照照相机102的跟踪取向所测量的。照相机操作者捕捉（或‘创建’）导演所期望的电影镜头并将创建的电影镜头存储到计算机中。创建的镜头被显示在视频照相机102的目镜上和/或传送到位于物理空间体积100的壁上的监视器110。因此，‘创建’电影镜头的过程包括：将生成的场景递送到物理照相机102；跟踪照相机102在物理空间体积100内的位置和取向；与物理照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于影片和视频游戏的方法，包括：模拟在具有场景的虚拟3D环境内部操作的虚拟照相机的性能，包括：跟踪对象在物理空间体积内的位置和取向；与对象在物理空间体积内的被跟踪的位置相对应地将虚拟照相机放置在虚拟3D环境内；捕捉虚拟照相机的视场内的镜头，其中，依照对象的被跟踪的位置和取向来测量虚拟照相机的视场；以及显示用虚拟照相机捕捉的3D环境的捕捉镜头。

【技术特征摘要】
2009.04.07 US 12/4198801.一种用于影片和视频游戏的方法，包括：模拟在具有场景的虚拟3D环境内部操作的虚拟照相机的性能，包括：跟踪对象在物理空间体积内的位置和取向；与对象在物理空间体积内的被跟踪的位置相对应地将虚拟照相机放置在虚拟3D环境内；捕捉虚拟照相机的视场内的镜头，其中，依照对象的被跟踪的位置和取向来测量虚拟照相机的视场；以及显示用虚拟照相机捕捉的3D环境的捕捉镜头。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述对象是具有包括变焦、聚焦、重放和记录的照相机控制功能的物理视频照相机。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述照相机控制功能中的一个包括可缩放性控制以调整虚拟3D环境中的虚拟照相机的放置。4.如权利要求2所述的方法，其中，在移动摄影车上将物理视频照相机配置为在平滑的运动中移动照相机，该平滑运动提供用于真实影片拍摄会话的感觉。5.如权利要求1所述的方法，还包括生成用于影片和视频游戏的3D环境的场景。6.如权利要求5所述的方法，其中，使用胶片照相机来捕捉生成的3D环境的场景。7.如权利要求5所述的方法，其中，在运动捕捉会话中捕捉生成的虚拟3D环境的场景。8.如权利要求7所述的方法，还包括执行多个虚拟照相机模拟会话以选择提供最好照相机移动和角度的拍摄，其中，所述模拟虚拟照相机的性能是单个虚拟照相机模拟会话。9.如权利要求8所述的方法，其中，记录所述多个虚拟照相机模拟会话，使得能够评估并比较每个会话。10.如权利要求8所述的方法，还包括执行多个运动捕捉会话，其中，针对多个运动捕捉会话中的每一个执行多个虚拟照相机模拟会话以选择提供最好照相机移动和角度的拍摄。11.如权利要求1所述的方法，还包括将实地拍摄运动捕捉会话集成到虚拟3D环境的场景中。12.如权利要求11所述的方法，还包括执行多个虚拟照相机模拟会话，其中，针对多个虚拟照相机模拟会话中的每一个执行不同的实地拍摄运动捕捉会话。13.如权利要求11所述的方法，其中，所述捕捉虚拟照相机的视场内的镜头包括捕捉在虚拟3D环境的场景内操作的实地拍摄运动捕捉会话的演员的镜头。14.如权利要求1所述的方法，其中，使用多个位置跟踪器来跟踪对象的位置。15.如权利要求1所述的方法，其中，使用被附着于对象的加速度计和陀螺仪中的至少一个来跟踪对象的取向。16.如权利要求1所述的方法，其中，在对象的目镜和位于物理空间体积的墙壁上的监视器中的至少一个上显示捕捉的3D环境的镜头。17.一种用于模拟虚拟环境中的虚拟照相机的移动的方法，包括：接收包括虚拟环境的视频文件；跟踪由照相机操作者操作的物理照相机以生成物理照相机的位置和取向；使用生成的物理照相机的位置和取向来模拟虚拟环境内的虚拟照相机的移动。18.如权利要求17所述的方法，还包括由照相机操作者基本上自由地在虚拟环境内移动以产生电影镜头。19.如权利要求17所述的方法，其中，所述视频文件包括用于视频游戏的文件。20.如权利要求17所述的方法，其中，产生电影镜头包括捕捉虚拟照相机的视场内的电影镜头，其中，相对于物理照相机的位置和取向来测量视场。21.如权利要求17所述的方法，其中，所述物理照相机具有包括变焦、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：M马姆鲍尔，T布兰德，
申请(专利权)人：美国索尼电脑娱乐有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US