本申请涉及毛发运动合成器系统和用于毛发/皮毛流水线的优化技术。毛发流水线利用表面定义模块(50)来定义表面和控制毛发，并且毛发运动合成器模块(55)组合与控制毛发和表面相关联的不同控制毛发曲线形状。具体而言，毛发运动合成器模块生成定义静态控制毛发曲线形状的静态节点；生成定义动画控制毛发曲线形状的动画节点；并且将静态节点的静态控制毛发曲线形状与动画节点的动画控制毛发曲线毛发形状组合，以产生用于控制毛发的复合控制毛发曲线形状。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及皮毛的数字创建。更具体地，本专利技术涉及动物模型上的皮毛覆盖层 (fur coat)的逼真特写和远处外观的数字创建。
技术介绍
在计算机图形中对可信的哺乳动物进行建模、动画制作(animate)和呈递 (render)的许多挑战之一是制作看起来逼真的皮毛。真实的皮毛覆盖层由覆盖皮肤的数十万个体的圆柱毛发构成，并且执行诸如对抗寒冷和捕食者的保护之类的生活机能。在动物之间或者在个体动物的身体上，这些毛发的外观和结构在长度、厚度、形状、色彩、定向和底层/表层构成方面十分不同。另外，皮毛不是静态的，而是作为下层皮肤和肌肉的运动结果以及由于诸如风和水之类的外部影响而运动或分裂。一些用于皮毛创建的现有计算机图形技术已经实现了令人信服的光滑皮毛的外观；但是，这些技术并未考虑真实皮毛经常在身体的某些区域(例如颈部周围)分裂。另外，现有的方法并未考虑湿皮毛的毛发簇集在一起从而引起与干燥皮毛相比显著不同的样子的情况。此外，在毛发因被喷洒水而变得越来越湿时对毛发的仿真处理仍未被解决。
技术实现思路
本专利技术的系统和方法提供了用于对诸如动物之类的表面几何模型上的逼真皮毛覆盖层进行数字表示和生成的灵活技术。在一个实施例中，提供了一种对表面上的皮毛进行布置、调整和梳理的创新技术。在一个实施例中，表面块(surface patch)边界上的皮毛的连续性被维护。另外，在一个实施例中，提供了一种用于仿真湿皮毛的创新方法。在该方法中，静态簇集和动画簇集(animated clumping)可被应用于表面上的区域。在一个实施例中，提供了一种用于对表面上沿着皮毛轨迹的毛发进行对称或单侧分裂的方法。以上处理可被迭代地应用，以生成皮毛的各层，例如底层和表层。附图说明本专利技术的目的、特征和优点将从以下详细描述中变得清楚，其中图Ia和Ib是根据本专利技术的教导而运行的系统的实施例的简化框图。图2是根据本专利技术的教导的皮毛生成处理的一个实施例的流程图。图3a是对定义三维动物模型的皮肤的一组参数表面的图示。图3b是示出静态和动画梳理处理的一个实施例的简化流程图。图3c和3d是示出梳理处理的一个实施例的示例。图4是示出用于调整控制毛发以在表面边界处去除视觉不连续性的处理的一个实施例的流程图。图5是示出用于布置毛发的处理的一个实施例的流程图。图6示出在表面上所定义的子块的一个示例。图7a示出一根控制毛发的控制顶点的示例。图7b示出用于计算控制毛发重量的示例。图7c示出根据本专利技术一实施例的教导的用于计算最终毛发的定向的内插处理的示例。图7d是计算最终毛发的定向的一个实施例的简化流程图。图8是示出用于执行静态簇集的处理的一个实施例的流程图。图9示出不同的簇集百分比和簇集率值的示例。图IOa示出经梳理的皮毛覆盖层的呈递帧，且图IObUOc和IOd示出动画的从干到湿的皮毛序列的一个实施例的快照。图11是示出用于动画的区域簇集的处理的一个实施例的流程图。图12a是示出用于毛发分裂的处理的一个实施例的流程图。图12b示出毛发的对称和单侧分裂的示例。图12c、12d、12e和12f示出分裂效果的示例。图13a、13b和13c示出底层和表层的视觉效果。图14是示出遮挡(shading)处理的一个实施例的流程图。图15是与图Ib的流水线类似但包括另外的不同功能的毛发/皮毛流水线的一个实施例的框图。图16a和16b是示出沿着控制毛发利用可能的变化对控制毛发进行簇集的图。图17是示出根据本专利技术一实施例的用于实现填充体积功能的处理1700的流程图。图18a 18c是不出定义表面和相关体积的辩子形状的生成(图18a)、利用随机布置的控制毛发对这些体积的填充(图18b)以及从控制毛发对最终毛发股的内插(图 18c)的图。图19a 19c是示出具有相同的控制毛发的变形表面的侧视图的图，这些侧视图分别示出不同类型的内插技术。图20a 20c是示出波浪、编织和风效果的图。图21是示出根据本专利技术一实施例的用于实现几何例示(geometric instancing) 的处理的流程图。图22a和22b是示出几何例示的一个示例的图。图23是示出根据本专利技术一实施例的将静态节点连接到动画节点和完成的控制节点以提供毛发运动合成器系统的简单图的图。图24是示出利用混合节点的处理的图。图25a和25b是分别示出旋转混合和位置混合的图。图26是示出混合球的图。图27示出包括动态解算器节点(solver node)的动态节点图。图28a和28b是示出对体积节点的使用的图。图29是示出超级毛发节点处理过程的流程图。图30a和30b是分别示出局部空间和世界空间中的超级毛发操作的图。图31是示出具有内球面和外球面两者的混合球的图。图32是示出用于在各种仿真缓存之间进行混合的级联节点图的图。图33是示出用于实现依赖于视图的画面空间优化的技术的图。图34是不出毛囊根位置和被变换至规格化设备坐标(NDC)系统的毛发的图。图35是示出在NDC空间中代理毛发从第一帧到第二帧所移动的距离的图。图36是示出利用画面空间大小量度在毛发数、时间和存储器方面对未经优化的值和经优化的值的并排比较的表。图37是示出利用画面空间速度方法的另一比较的表。图38是示出未经优化和经优化的毛发数、时间和存储器值的表。图39是示出用于实现毛发子块优化的处理的流程图。图40是示出对毛发子块优化的使用的简化示例的图。图41是示出被建模(其中，利用草和/或树对毛发进行了几何例示)并且利用子块优化技术的草地风景的图。图42是示出缓存状态文件的示例的图。图43是示出用于实现毛发缓存的处理的流程图。图44是示出利用毛发缓存来呈递完全覆盖皮毛的角色所实现的时间节省的表。图45是示出根据本专利技术一实施例的包括效果模块的先前描述的毛发/皮毛流水线的一个实施例的框图，其中该效果模块还包括允许可重新排序的多种可例示的效果的效果流水线。图46是示出根据本专利技术一实施例的用于实现可重新排序的多种可例示的效果的处理的流程图，这多种效果可通过效果模块来实现。图47是根据本专利技术一实施例的提供可重新排序的多种可例示的效果的示例的框图，这些效果通过毛发/皮毛流水线的效果模块的效果流水线而被应用于最终毛发。图48是示出根据本专利技术一实施例的进一步包括例示模块和例示毛发数据库的毛发/皮毛流水线的框图。图49是示出根据本专利技术一实施例的可由例示模块在标准RAM存储器(例如， 存储器内的例示)或者例示毛发数据库中的一者或两者上实现的迭代样式(iterator pattern)的框图。图50是根据本专利技术一实施例的可存储在例示毛发数据库中的信息类型的示例。具体实施例方式方法和装置提供了用于在诸如计算机生成的动物上的表面上对皮毛的数字生成的创新技术。图Ia是根据本专利技术的教导而运行的一个实施例的简化框图。计算机系统10 包括中央处理单元(CPU) 15、存储器25和输入/输出20，它们可耦合到诸如盘驱动器或其他设备之类的存储设备。该系统还可以包括键盘40或其他用户输入设备以及显示器35，显示器35可用于显示用户界面以及根据本专利技术的教导对皮毛的最终呈递。在一个实施例中，存储器25存储指令，这些指令在被CPU 15执行时执行这里所描述的处理。或者，可以经由存储装置30或者诸如用户输入40之类的其他输入端来接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿明·沃尔特·布朗德林，弗兰克斯·查德外恩，克林特·川，格斯塔弗·梅里彻，
申请(专利权)人：索尼株式会社，索尼电影娱乐公司，
类型：发明
国别省市：
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