基于Maya软件的曲轴动画模型绑定方法及装置、设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于Maya软件的曲轴动画模型绑定方法及装置、设备，属于图像处理技术领域，方法包括以下步骤：采集曲轴和活塞旋转中心点的位置坐标，连杆长度、颈中心点坐标及运动轨迹；以曲轴中心点为原点在三维空间内创建坐标系，在该坐标系中创建三个物体的替代物定位器，获取各物体位置坐标；将各物体的位置坐标放到一个基于曲轴中心点为原点的垂直于曲轴的平面内；将曲轴的运动简化成同一个平面内三角形的三个点的位置坐标关系，计算活塞的运动路径与连杆的旋转角度；将替代物定位器计算得到的信息重新赋予给曲轴模型并完成动画。本发明专利技术将原有的绑定方法简化成数学模型，实现了通过表达式快速实现绑定操作，节省了制作周期与人力成本。作周期与人力成本。作周期与人力成本。

【技术实现步骤摘要】
基于Maya软件的曲轴动画模型绑定方法及装置、设备


[0001]本专利技术涉及一种基于Maya软件的曲轴动画模型绑定方法及装置、设备，属于图像处理


技术介绍

[0002]动画模型的综合绑定在制作动画的过程中是最常用的，只要是有角色的动画，一定需要对该角色的动画模型进行综合绑定。
[0003]Maya 软件是目前制作动画常用的软件，绝大多数的视觉设计领域都在使用maya软件，maya软件制作的东西也可以导出供互动使用。
[0004]发动机曲轴的绑定是机械绑定常遇到的问题，在现有的曲轴动画制作过程中，通常会采用手动添加骨骼并填加ik控制的绑定方式，这样将导致曲轴动画制作步骤过于繁琐，耗时长，且不容易形成插件。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于Maya软件的曲轴动画模型绑定方法及装置、设备，通过表达式快速实现绑定操作，实现了曲轴模型的绑定与动画，节省了制作周期与人力成本。
[0006]本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是：第一方面，本专利技术实施例提供的一种基于Maya软件的曲轴动画模型绑定方法，包括以下步骤：根据曲轴模型采集曲轴中心点坐标，连杆中心点初始位置坐标，活塞旋转中心点处初始位置坐标，连杆长度信息，并获取连杆颈中心点坐标运动轨迹；以曲轴中心点为原点在三维空间内创建一个空间坐标系，在该空间坐标系中创建曲轴、连杆和活塞三个物体的替代物定位器，并获取各物体在新空间坐标系内的位置坐标；将各物体的位置坐标放到一个基于曲轴中心点为原点的垂直于曲轴的平面内；将曲轴的运动简化成同一个平面内三角形的三个点的位置坐标关系，计算活塞的运动路径与连杆的旋转角度；将替代物定位器计算得到的信息重新赋予给曲轴模型并完成动画。
[0007]作为本实施例一种可能的实现方式，所述以曲轴中心点为原点在三维空间内创建一个的空间坐标系，在该空间坐标系中创建各个物体的替代物定位器，并获取各物体在新空间坐标系内的位置坐标，包括：在三维空间中创建一个空组Grp_A，将Grp_A的坐标点视为新坐标系的原点，在Grp_A组内创建初始位置在坐标原点处的locatorA，locatorB，locatorC，locatorD四个定位器以及控制器Ctl_A；将组Grp_A吸附于曲轴的中心点处，locatorA，locatorB，locatorC，locatorD四个定位器以及控制器Ctl_A跟随组Grp_A一起移动至曲轴的中心点处；
将locatorB和locatorD吸附于连杆颈中心点处，locatorB的坐标即连杆颈中心点坐标，locatorD用于计算连杆的旋转角度，locatorC吸附于活塞旋转中心点处坐标，locatorC的坐标即活塞旋转中心点处的位置坐标，locatorA与控制器Ctl_A的位置不动。
[0008]作为本实施例一种可能的实现方式，所述将各物体的位置坐标放到一个基于曲轴中心点为原点的垂直于曲轴的平面内，包括：将locatorA，locatorB，locatorC，locatorD和ctl_A放到一个基于曲轴中心点为原点的垂直于曲轴的平面内；分别将locatorB和locatorC的X轴坐标归零。
[0009]作为本实施例一种可能的实现方式，所述计算活塞的运动路径与连杆的旋转角度，即计算locatorC的运动位置坐标与locatorD的旋转坐标。
[0010]作为本实施例一种可能的实现方式，所述将曲轴的运动简化成同一个平面内三角形的三个点的位置坐标关系，计算活塞的运动路径与连杆的旋转角度，包括：采用Ctl_A来控制曲轴的旋转，Ctl_A 与locatorB做父子约束，通过Ctl_A的Z轴的旋转，来控制locatorB环绕着曲轴中心点做圆周运动，使loctatorB的Y轴坐标与Z轴坐标根据Ctl_A的旋转而发生实时改变；通过下式计算locatorC的Y轴坐标来获取活塞中心点的位置坐标：locatorC.translateY = sqrt(a*a
‑
locatorB.translateZ*locatorB.translateZ) + locatorB.translateY式中，a为locatorB与locatorC之间的距离, locatorC.translateY为locatorC的Y轴坐标，locatorB.translateY和locatorB.translateZ分别为locatorB的Y轴坐标和Z轴坐标；通过下式计算连杆的旋转角度:locatorD. rotateZ = atand(locatorB.translateZ/(locatorC.translateY
‑
locatorB.translateY))式中，locatorD. rotateZ 为locatorD的Z方向旋转值。
[0011]作为本实施例一种可能的实现方式，所述将替代物定位器计算得到的信息重新赋予给曲轴模型并完成动画，包括：将 Ctl_A与曲轴进行父子约束；将locatorB与活塞模型进行父子约束；将locatorC与连杆模型做点约束；将loctorD与连杆模型进行方向约束。
[0012]第二方面，本专利技术实施例提供的一种基于Maya软件的曲轴动画模型绑定装置，包括：数据采集模块，用于根据曲轴模型采集曲轴中心点坐标，连杆中心点初始位置坐标，活塞旋转中心点处初始位置坐标，连杆长度信息，并获取连杆颈中心点坐标运动轨迹；坐标系模块，用于以曲轴中心点为原点在三维空间内创建一个空间坐标系，在该空间坐标系中创建曲轴、连杆和活塞三个物体的替代物定位器，并获取各物体在新空间坐标系内的位置坐标；坐标转换模块，用于将各物体的位置坐标放到一个基于曲轴中心点为原点的垂直
于曲轴的平面内；运动数据计算模块，用于将曲轴的运动简化成同一个平面内三角形的三个点的位置坐标关系，计算活塞的运动路径与连杆的旋转角度；模型重新赋值模块，用于将替代物定位器计算得到的信息重新赋予给曲轴模型并完成动画。
[0013]第三方面，本专利技术实施例提供的一种计算机设备，包括处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行时执行如上所述的基于Maya软件的曲轴动画模型绑定方法的步骤。
[0014]本专利技术实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：本专利技术根据曲轴的运动规律，将曲轴的运动简化成同一个平面内三角形的三个点的位置坐标关系；使用maya的mel语言，通过已知的点位置信息，去求出三个点的位置关系，从而实现了曲轴的绑定，并完成曲轴动画。
[0015]本专利技术将原有的绑定方法简化成数学模型，通过数学模型进行曲轴动画的模型绑定，通过表达式快速实现绑定操作，实现了曲轴模型的绑定与动画，节省了制作周期与人力成本。
附图说明
[0016]图1是根据一示例性实施例示出的一种基于Maya软件的曲轴动画模型绑定方法的流程图；图2是根据一示例性实施例示出的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Maya软件的曲轴动画模型绑定方法，其特征是，包括以下步骤：根据曲轴模型采集曲轴中心点坐标，连杆中心点初始位置坐标，活塞旋转中心点处初始位置坐标，连杆长度信息，并获取连杆颈中心点坐标运动轨迹；以曲轴中心点为原点在三维空间内创建一个空间坐标系，在该空间坐标系中创建曲轴、连杆和活塞三个物体的替代物定位器，并获取各物体在新空间坐标系内的位置坐标；将各物体的位置坐标放到一个基于曲轴中心点为原点的垂直于曲轴的平面内；将曲轴的运动简化成同一个平面内三角形的三个点的位置坐标关系，计算活塞的运动路径与连杆的旋转角度；将替代物定位器计算得到的信息重新赋予给曲轴模型并完成动画。2.根据权利要求1所述的基于Maya软件的曲轴动画模型绑定方法，其特征是，所述以曲轴中心点为原点在三维空间内创建一个的空间坐标系，在该空间坐标系中创建各个物体的替代物定位器，并获取各物体在新空间坐标系内的位置坐标，包括：在三维空间中创建一个空组Grp_A，将Grp_A的坐标点视为新坐标系的原点，在Grp_A组内创建初始位置在坐标原点处的locatorA，locatorB，locatorC，locatorD四个定位器以及控制器Ctl_A；将组Grp_A吸附于曲轴的中心点处，locatorA，locatorB，locatorC，locatorD四个定位器以及控制器Ctl_A跟随组Grp_A一起移动至曲轴的中心点处；将locatorB和locatorD吸附于连杆颈中心点处，locatorB的坐标即连杆颈中心点坐标，locatorD用于计算连杆的旋转角度，locatorC吸附于活塞旋转中心点处坐标，locatorC的坐标即活塞旋转中心点处的位置坐标，locatorA与控制器Ctl_A的位置不动。3.根据权利要求2所述的基于Maya软件的曲轴动画模型绑定方法，其特征是，所述将各物体的位置坐标放到一个基于曲轴中心点为原点的垂直于曲轴的平面内，包括：将locatorA，locatorB，locatorC，locatorD和ctl_A放到一个基于曲轴中心点为原点的垂直于曲轴的平面内；分别将locatorB和locatorC的X轴坐标归零。4.根据权利要求3所述的基于Maya软件的曲轴动画模型绑定方法，其特征是，所述计算活塞的运动路径与连杆的旋转角度，即计算locatorC的运动位置坐标与locatorD的旋转坐标。5.根据权利要求4所述的基于Maya软件的曲轴动画模型绑定方法，其特征是，所述将曲轴的运动简化成同一个平面内三角形的三个点的位置坐标关系，计算活塞的运动路径与连杆的旋转角度，包括：采用Ctl_A来控制曲轴的旋转，ctl_A 与locatorB做父子约束，通过Ctl_A的Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：李腾，王涛，曲洁，吴忠洋，鞠鹤立，叶鲁阳，尚武，谢锋，
申请(专利权)人：山东捷瑞数字科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：