三维水墨动画的制作方法技术

本发明专利技术涉及一种三维水墨动画的制作方法，包括步骤：(1)多边形动画解析，以动画中的多边形曲面作为发射源发射流体；(2)建立水墨动画的网格颗粒混合形态，通过颗粒来表现溶液中的水墨颗粒，网格来表现溶解水墨颗粒的溶剂，利用网格流体的解算求得的速度场来驱动水墨颗粒的运动；(3)实时为水墨动画添加动态交互；(4)水墨颗粒的渲染和动画图像的显示。本发明专利技术能够以实时的、逼真的动画显示水墨扩散及动态的体感交互碰撞等效果，同时可以为不同的多边形动画添加水墨扩散效果，提高三维水墨动画制作的效率及互动游戏体验的真实性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机动态图形图像
，具体涉及一种三维水墨动画的制作方法。
技术介绍
流体动画在三维游戏设计、三维电影制作中有着重要的应用，同时流体的真实感实时模拟一直是计算机动态图像
中的一个研究热点和挑战性问题。现实世界中的流体现象，如水墨的扩散现象，无法用简单的模型来描述，只有借助精确的物理描述才能真实再现其外在的视觉现象。因此，研究真实、高效的水墨扩散的物理模型对制作三维水墨动画具有重要的意义。目前基于物理的流体模拟分为两类：第一类是基于欧拉网格法的流体模拟。这类方法基本思想是利用固定的空间网格对纳维斯托克斯流体控制方程进行离散，然后通过计算各个固定网格点上的流体状态量的变化，对整个流场流动进行模拟。如Foster和Stam使用欧拉网格法来模拟流体现象。第二类是基于拉格朗日颗粒法的流体模拟。这类方法的基本思想是将流体离散为一系列的流体微团(流体颗粒)，通过跟踪这些流体颗粒在运动过程中的属性变化，从而完成对流体运动的模拟，使用流体颗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维水墨动画的制作方法，包括步骤：
多边形动画解析，以动画中的多边形曲面作为发射源发射流体；
建立水墨动画的网格颗粒混合形态，通过颗粒来表现溶液中的水墨颗
粒，网格来表现溶解水墨颗粒的溶剂，利用网格流体的解算求得的速度场
来驱动水墨颗粒的运动；
实时为水墨动画添加动态交互；
水墨颗粒的渲染和动画图像的显示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多边形动画解析步骤
包括：
确定动画场景的区域大小；
确定动画中多边形曲面的各个表面的中心点；
使动画中多边形曲面的表面发射网格流体及水墨颗粒。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定动画场景的区域
大小的步骤为：通过计算动画场景区域的大小来决定流体网格的大小。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使动画中多边形曲面
的表面发射网格流体及水墨颗粒的步骤为根据模型各个表面的中点位置
向流体网格内同时发射网格流体及水墨颗粒。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于建立水墨动画的网格颗
粒混合形态的步骤包括：
网格流体的解算；
将网格流体速度场传递给水墨颗粒；
水墨颗粒的解算。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于网格流体的解算步骤包括：
将不可压缩的纳维斯托克斯方程、涡旋限制方程及前后误差补偿校正
方程组合，利用图形处理器进行并行优化求解。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于将网格流体速度场传递
给水墨颗粒的步骤包括：
根据实时检测的位置信息，将水墨颗粒分配给对应的网格体素，并将

\t网格体素的速度场信息按照方程及方程传递给相应的水墨颗粒，其中，为网格流体的驱动力，Δt为流体解
算的时间步长，ρ为对应网格体素的密度，为水墨颗粒受到驱动力作
用后获得的平流速度。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于水墨颗粒的解算步骤包
括：
利用网格流体传递给水墨颗粒的速度信息，结合拖拽力方程
求解水墨颗粒在运动过程中所受到...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐士彪，梅星，董未名，张之益，张晓鹏，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：