專利名稱：經(jīng)改進動態(tài)場景描述符的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機動畫，尤其涉及用于處理復(fù)雜場景時存儲和時間效率的技術(shù)和裝置。
背景技術(shù)：
在這些年中，電影制作商常常嘗試講述涉及虛構(gòu)生物、遙遠地點和幻想事物的故事。為此，他們常常依靠動畫技術(shù)來“叫醒”虛構(gòu)生物。動畫中的兩個主要路徑通常包括基于繪畫的動畫技術(shù)和定格(stop motion)動畫技術(shù)。
基于繪畫的動畫技術(shù)在二十世紀(jì)由諸如迪斯尼的電影制作商改進，并用于諸如“白雪公主和七個小矮人”(Snow White and the Seven Dwarves)和“幻想曲”(Fantasia)(1940)的電影。這種動畫技術(shù)通常需要藝術(shù)家將動畫畫面手繪(或繪制)到透明介質(zhì)或單元上。在繪制之后，每個單元可被捕捉或記錄到膠片上，作為電影中的一個或多個幀。
基于定格的動畫技術(shù)通常需要構(gòu)建的微縮布景、道具和角色。電影制作商需要構(gòu)建布景、添加道具、并使微縮角色擺好姿勢。在動畫制作人員對所安排的全部滿意之后，電影的一個或多個幀將取該特定排列。定格動畫技術(shù)由諸如電影“金剛”(King Kong)(1933)的Willis O’Brien的電影制作商開發(fā)。隨后，這些技術(shù)由包括“The Mighty Joe Young”(1948)和“Clash of The Titans”(1981)的電影的諸如Ray Harryhausen的動畫制作人員改進。
隨著計算機在二十世紀(jì)后半葉的廣泛的可用性，動畫制作人員開始依靠計算機來幫助進行動畫處理。這包括使用計算機例如通過繪制畫面、通過產(chǎn)生中間畫面(“tweening”)等來便于基于繪畫的動畫。這還包括使用計算機來增加定格動畫技術(shù)。例如，物理模型可由計算機存儲器中的虛擬模型來表示并處理。
計算機輔助動畫(CAA)行業(yè)中的先驅(qū)公司之一是Pixar。Pixar開發(fā)了為CAA特別設(shè)計的計算平臺、以及現(xiàn)在稱為RenderMan的動畫軟件。RenderMan特別為動畫行業(yè)所接受并獲兩項奧斯卡獎(Academy Awards)。其中一項表彰本專利申請的發(fā)明人，而另一項獲1992年的科技成就獎(Scientific And EngineeringAchievement Award)。
RenderMan軟件用來轉(zhuǎn)換對象的圖形規(guī)格并將其轉(zhuǎn)換成一個或多個畫面。該技術(shù)在本行業(yè)中被稱為呈現(xiàn)(rendering)。呈現(xiàn)過程的一個特定部分是要呈現(xiàn)的對象的圖形規(guī)格。對象可指畫面中的幾何對象、照明對象、攝影機對象等。在該過程中，對象可以預(yù)先定義和預(yù)先指定，對象可以是已定義的過程技術(shù)，對象可通過這些技術(shù)的組合來定義，等等。
通常要呈現(xiàn)的場景由一個或多個動畫制作人員來指定(組合)。這些場景包括對象、攝影機角度、光源等的描述。一旦定義了場景，所存儲的場景數(shù)據(jù)和/或場景就得以呈現(xiàn)。然后結(jié)果畫面可由動畫制作人員查看。如果動畫制作人員不喜歡所呈現(xiàn)畫面的外觀，則動畫制作人員可重新指定場景數(shù)據(jù)且該過程重復(fù)。
以上技術(shù)的缺點包括在一個特定場景中有大量對象，每個對象通常具有動畫制作人員可以或必須設(shè)置的大量參數(shù)。因此描述整個場景的場景數(shù)據(jù)文件(也稱為場景描述符文件)通常極大(數(shù)十億字節(jié))。由于典型的場景描述符文件的大小通常都較大，動畫制作人員的計算機必須有足夠數(shù)量的存儲器。作為另一個缺點，因為場景描述符文件通常較大，所以動畫制作人員通常不得不等待描述符文件再次從存儲器作嘗試。此外，因為場景描述符文件通常較大，所以動畫制作人員不得不長時間地等待場景來呈現(xiàn)。
根據(jù)以上內(nèi)容，需要動畫制作人員指定場景的改進技術(shù)而無上述缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及計算機動畫，尤其涉及用于指定計算機動畫的場景數(shù)據(jù)的改進方法。本發(fā)明的發(fā)明人已認(rèn)識到不同的動畫制作人員為不同目的呈現(xiàn)場景的畫面。另外，本發(fā)明人已認(rèn)識到，在呈現(xiàn)場景時，并非場景的所有因素都對動畫制作人員是重要的。例如，動畫制作人員可能會關(guān)心場景中照明的定位或質(zhì)量，諸如對象色彩、紋理和陰影，因此，動畫制作人員不必關(guān)心對象如何詳細地在場景中表示。作為另一示例，動畫制作人員可能會關(guān)心場景中對象的動畫，而并不一定關(guān)心場景中對象的照明或陰影。作為又一示例，動畫制作人員可能會關(guān)心場景中對象的布局，而并不一定關(guān)心對象在場景中如何詳細地顯現(xiàn)。作為再一示例，動畫制作人員可能會關(guān)心場景中的布景布置，而并不一定關(guān)心場景中對象的動畫。
據(jù)此，本發(fā)明的發(fā)明人已開發(fā)了用于組織場景描述符文件的方法。更具體地，本發(fā)明人已開發(fā)了用于指定一個以上對象模型、或場景描述符文件內(nèi)的參數(shù)的方法。本申請中所述的方法允許動畫制作人員動態(tài)地選擇適合動畫目的的對象模型。在一實施例中，所選定模型或選定參數(shù)集通過指向一個或多個獨立文件的指針引用。通過僅選擇適當(dāng)模型，載入計算機存儲器的場景數(shù)據(jù)量減少，并且呈現(xiàn)所需的時間量通常也減少。
在另一實施例中，可為整個影片一次性地全局指定對象模型的多個參數(shù)，但是為了影片中的特定序列也可替換多個參數(shù)。此外，為了影片中的特定鏡頭、和/或甚至為了特定的攝影機模式，可替換多個參數(shù)，如下文中所述。
在一些實施例中，選定模型或選定參數(shù)集可由子模型或參數(shù)子集組成。如下文中所述，該類遞歸分解極為有利，因為它大大地減少了場景中使用的冗余數(shù)據(jù)的量。在其它實施例中，場景描述符文件可被集成為用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和/或軟件管理系統(tǒng)運行以訪問模型數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明一方面，描述了一種用于呈現(xiàn)動畫幀的方法。技術(shù)包括檢索與該動畫幀相關(guān)聯(lián)的場景描述符數(shù)據(jù)，其中該場景描述符數(shù)據(jù)包括至少一個對象的第一規(guī)格，其中該對象的第一規(guī)格與第一呈現(xiàn)選項相關(guān)聯(lián)；接收第一呈現(xiàn)選項或第二呈現(xiàn)選項的選擇；以及在選擇是第一呈現(xiàn)選項時，響應(yīng)于對象的第一規(guī)格在數(shù)據(jù)庫中查詢一對象的第一表示。其它過程可包括當(dāng)選擇是第一呈現(xiàn)選項時，將對象的第一表示載入計算機存儲器；以及當(dāng)選擇是第一呈現(xiàn)選項時，使用對象的第一表示呈現(xiàn)用于動畫幀的對象。當(dāng)選擇是第二呈現(xiàn)選項時，對象的第一表示并不載入計算機存儲器。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，揭示了一種用于呈現(xiàn)動畫幀的方法。技術(shù)可包括檢索與動畫幀相關(guān)聯(lián)的場景描述符數(shù)據(jù)，其中場景描述符數(shù)據(jù)指定至少一個對象，其中該對象與對象的第一表示的引用相關(guān)聯(lián)，且該對象與對象的第二表示的引用相關(guān)聯(lián)，其中對象的第一表示與第一呈現(xiàn)選項相關(guān)聯(lián)，對象的第二表示與第二呈現(xiàn)選項相關(guān)聯(lián)。其它技術(shù)可包括接收第一呈現(xiàn)選項或第二呈現(xiàn)選項的選擇；在選擇第一呈現(xiàn)選項時將對象的第一表示載入計算機存儲器；以及在選擇第一呈現(xiàn)選項時使用對象的第一表示呈現(xiàn)用于動畫幀的對象。在各個實施例中，對象的第一表示在選擇第二呈現(xiàn)選項時并未載入計算機存儲器。此外，對象的第一表示包括對第一多個對象的表示的引用，且對象的第二表示包括對第二多個對象的表示的引用。此外，第一多個對象內(nèi)的至少一個對象也在第二多個對象之內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，描述了包括處理器的計算機系統(tǒng)的計算機程序產(chǎn)品。該計算機程序產(chǎn)品包括引導(dǎo)處理器在程序存儲器內(nèi)檢索與動畫幀相關(guān)聯(lián)的場景描述符數(shù)據(jù)的代碼，其中場景描述符數(shù)據(jù)指定至少一個對象，其中該對象與對象的第一表示相關(guān)聯(lián)，其中該對象的第一表示與第一呈現(xiàn)選項相關(guān)聯(lián)，其中該對象與對象的第二表示相關(guān)聯(lián)，其中該對象的第二表示與第二呈現(xiàn)選項相關(guān)聯(lián)；引導(dǎo)處理器確定第一呈現(xiàn)選項或第二呈現(xiàn)選項的選擇的代碼；引導(dǎo)處理器在選擇是第一呈現(xiàn)選項時將對象的第一表示載入程序存儲器的代碼；以及引導(dǎo)處理器在選擇是第一呈現(xiàn)選項時，響應(yīng)于對象的第一表示呈現(xiàn)用于動畫幀的對象。在各個實施例中，當(dāng)選擇是第二呈現(xiàn)選項時，對象的第一表示并不載入程序存儲器。此外，代碼通常駐留在諸如磁盤、光盤、數(shù)據(jù)分組序列等的有形媒體中。在各個實施例中，對象的第一表示包括對第一多個對象的表示的引用，且對象的第二表示包括對第二多個對象的表示的引用。此外，第一多個對象內(nèi)的至少一個對象也在第二多個對象內(nèi)。


為了更全面地理解本發(fā)明，對附圖予以參考。理解了這些附圖并不被視為是本發(fā)明范圍的限制，將通過使用附圖用更詳細方式描述目前所描述的各個實施例和本發(fā)明的目前所認(rèn)為的最佳模式，在附圖中圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的呈現(xiàn)系統(tǒng)的框圖；圖2A-B示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的流程的框圖；圖3A-B示出本發(fā)明一實施例的一個示例；圖4示出本發(fā)明的另一實施例；圖5示出本發(fā)明的又一實施例。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的典型計算機呈現(xiàn)系統(tǒng)100的框圖。
在本實施例中，計算機系統(tǒng)100通常包括監(jiān)視器110、計算機120、鍵盤130、用戶輸入設(shè)備140、網(wǎng)絡(luò)接口150等。
在本實施例中，用戶輸入設(shè)備140通常包括計算機鼠標(biāo)、跟蹤球、跟蹤板、無線遙控器等。用戶輸入設(shè)備140通常使用戶能選擇顯現(xiàn)在監(jiān)視器110上的對象、圖標(biāo)、文本等。
網(wǎng)絡(luò)接口150的各個實施例通常包括以太卡、調(diào)制解調(diào)器(電話、衛(wèi)星、電纜、ISDN)、(異步)數(shù)字用戶線路(DSL)單元等。網(wǎng)絡(luò)接口150通常與所示計算機網(wǎng)絡(luò)耦合。在其它實施例中，網(wǎng)絡(luò)接口150可物理地集成到計算機120的母板上，可以是諸如軟DSL的軟件程序等。
計算機120通常包括熟悉的計算機組件，諸如處理器160、諸如隨機存取存儲器(RAM)170的存儲器存儲設(shè)備、盤驅(qū)動器180和使以上組件互連的系統(tǒng)總線190。
在一實施例中，計算機120是具有多個微處理器的PC兼容的計算機，諸如來自Intel公司的XeonTM微處理器。此外，在本實施例中，計算機120通常包括基于UNIX的操作系統(tǒng)。
RAM 170和盤驅(qū)動器180是用于存儲數(shù)據(jù)、音頻/視頻文件、計算機程序、applet翻譯器或編譯器、虛擬機的有形媒體的示例，在此所述的本發(fā)明的各個實施例包括場景描述符文件、勾連文件、對象數(shù)據(jù)文件、濾光器描述符、呈現(xiàn)引擎、輸出畫面文件、紋理映射、位移映射、對象材料的散射長度和吸收數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫等等。其它類型的有形媒體包括軟盤、可移動硬盤、諸如CD-ROM的光學(xué)存儲媒體、條形碼、諸如閃存、只讀存儲器(ROM)、電池備份的易失性存儲器的半導(dǎo)體存儲器、網(wǎng)絡(luò)化存儲設(shè)備等。
在本實施例中，計算機系統(tǒng)100還可包括使能諸如HTTP、TCP/IP、RTP/RTSP協(xié)議等的網(wǎng)絡(luò)上的通信的軟件。在本發(fā)明的各個選擇性實施例中，也可使用其它通信軟件和傳輸協(xié)議，例如IPX、UDP等。
圖1表示能夠體現(xiàn)本發(fā)明的計算機呈現(xiàn)系統(tǒng)。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，許多其它硬件和軟件配置都適用于本發(fā)明是顯而易見的。例如，可預(yù)期使用其它微處理器，諸如PentiumTM或ItaniumTM微處理器；來自Advanced Micro Devices Inc.的OpteronTM或AthlonXPTM微處理器；來自Motorola Inc.的PowerPC G3TM、G4TM微處理器等。此外，可預(yù)期其它類型的操作系統(tǒng)，諸如來自微軟公司的Windows操作系統(tǒng)，諸如Windows XP、Windows NT等、來自Sun Microsystems的Solaris、來自Apple Computer Corporation的Linux、Unix、Mac OS等。
圖2A-B示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的過程流的框圖。在所示實施例中，開始時指定用于呈現(xiàn)的幀(步驟200)。在本發(fā)明的各個實施例中，規(guī)格可以是一特定幀、一組相關(guān)幀(鏡頭)、電影的一部分、整個電影等。規(guī)格可以通過選擇諸如名稱、編號等的標(biāo)識符來制定。
然后，指定一呈現(xiàn)選項(步驟210)。在本發(fā)明的一個實施例中，呈現(xiàn)選項可以是呈現(xiàn)質(zhì)量、呈現(xiàn)目的、動畫任務(wù)等的規(guī)格。如上所述，畫面可因眾多原因而呈現(xiàn)，包括確定照明從美學(xué)觀點上而言是否令人愉悅、確定色彩或紋理是否匹配、為最后呈現(xiàn)復(fù)審場景的視覺排列或構(gòu)成等等。因此，呈現(xiàn)選項可與呈現(xiàn)畫面的原因相對應(yīng)。在其它實施例中，呈現(xiàn)選項可指示從所呈現(xiàn)場景中包括或排除特定對象，可指示從所呈現(xiàn)場景中包括或排除特定燈光、可指示使用特定攝影機來呈現(xiàn)場景等等。
在本實施例中，幀關(guān)聯(lián)于幾何場景描述符。該幾何場景描述符通常是指定場景內(nèi)“對象”的文本文件。對象包括照明對象、攝影機對象、幾何對象等。這些對象用來指定用于呈現(xiàn)目的的場景。如以下進一步所述，使用不同表示描述不同對象，且不同對象通常包括不同屬性，包括設(shè)置、參數(shù)、常數(shù)、特性、和應(yīng)用數(shù)據(jù)等等。
在本實施例中，場景描述符文件還指定對象在場景中的位置、對象的方位、對象的色彩和紋理、對象的屬性等。在本發(fā)明中，場景描述符文件是稱為“勾連設(shè)置”或“勾連文件”的紋理文件。簡單勾連文件的內(nèi)容的一個示例可包括如下內(nèi)容勾連“object1”{對象1的屬性}勾連“camera1”{攝影機1的屬性}勾連“l(fā)ight1”{燈光1的屬性}在本實施例中，從存儲器中檢索指定要呈現(xiàn)場景的場景描述符文件(步驟220)。在一實施例中，場景描述符文件可僅與要呈現(xiàn)的幀相關(guān)聯(lián)，可與畫面的鏡頭相關(guān)聯(lián)、可與影片的一部分相關(guān)聯(lián)、或可與整個影片相關(guān)聯(lián)等。
在本實施例中，對象的屬性可用來指定對象的值。在一實施例中，對于攝影機對象，屬性可包括放映類型(例如透視的)；視野；寬度；位置；方位；斜拍(pitch)、搖鏡頭、和開機；屏幕高寬比；調(diào)焦選項；剪輯；移位；電視屏幕高寬比、搖攝及掃描選項、來回移動鏡頭的數(shù)量、攝影升降機的數(shù)量等。
攝影機勾連的一個示例如下hook"main_cam"{desc=main_cam:Nemo production camera,aka camera01a;
kind=camera;
filename=stdobj/Camera01a.m;(攝影機模型的文件名)importance=1;
autoload=1;
active=1;
macro=do_Camera01a(name);
exportvecs=XF CanVec;
importvecs=;
hasSNSAvars=0;
mcat_name=main_cam;
param{(參數(shù))projection="perspective";
defFov=45;
defWidth=1;
defCamX=0;
defCamy=0;
defCamz=0;
defAzimuth=0;
defPitch=0;
defPan=0;
defRoll=0;
defNear=20;
defFar=200000;
defAspect=1.85;
focusing="on";
cropping="off";
shifting="off";
panScan="off";
tvAspect=1.33;
NumTracks=2;
NumCranes=2;
CameraHeadExtraAvars=1;
doCamMod=0;
camModFunc=NULL;
camModFuncParams=Null;
name="main_cam";
}在另一個實施例中，對于光線對象，屬性可包括光線質(zhì)量、光線類型、光線形狀、光線色彩等。并非所有攝影機對象或光線對象需要支持相同的屬性。例如，“大氣霧燈”可具有獨特的霧屬性。光線勾連的一個示例如下
hook"LP_Lspt_onPodium"{use"stdlight/glight01a/glight01a.hook";
kind=light;
class=_Clsss_Glight01a;
macro=glight01a(name);
filename=stdlight/glight01a/glight01a.m;(光線模型的文件名)exportvecs=ToPointXf FromPoingSf;
parent=set_lights;
depends_on=;
importvecs=RimObjMat CamMat IntMult ToPointAttachMatFromPointAttachmat;
cues=messhall_prlim_lights.cue;
param{ (參數(shù))name="LP_Lspt_onPodium:;
lightQuality=L_FULL;
lightSource=L_SPOT;
defIllum=1′lightShape=L_Barn;
lcolor=(0.948905，1.0，0.889);
numGlobalBlockers=0;
numGlobalRods=0;
numGlobalFakes=0;
numGlobalSoftners=0;
numGlobalCookies=0;
numGlobalBarns=0;
shadowmaps=shaderargs("LP_Lkey_fromHole_sm");
}appl{ (應(yīng)用數(shù)據(jù))glighrType=glight01a;
lightName=LP_Lspt_onPodiumlightRed=0.948905;
lightBlue=0.889;
-lightGreen=1.0;
lightColor=;
shmapsUsed=LP_Lkey_fromHole_sm;
}}在本發(fā)明的各個實施例中，幾何對象實際上可包括所支持的任何可以想像的屬性。例如，一個幾何參數(shù)可以是椅子對象的腿的數(shù)量；魔鬼對象的眼球的數(shù)量等。作為示例，勾連條目可如下hook“object1”param{number_of_heads=2}在本實施例中，對于要在場景中呈現(xiàn)的對象，可對這些對象進行多個呈現(xiàn)選項或質(zhì)量的選擇。作為一個示例，對象可具有“全”(full)或全部指定模型，對象可具有“定位替身”(stand-in)或少于全部指定的模型等等。在本發(fā)明的一個實施例中，場景中的全部對象可具有與每個質(zhì)量選擇相對應(yīng)的模型。例如，對象A和對象B都可具有“全”模型和“定位替身”模型。在其它實施例中，并非一個場景中的所有對象都不具有相同的模型選擇。例如，對象A可具有“全”模型和“定位替身”模型，而對象B可僅具有一個模型。在該示例中，該模型可以是“全”模型。在其它示例中，對象可具有僅特定于它本身的模型。例如，照明對象可具有“軟”模型、“硬”模型等。在其它實施例中，可預(yù)期更多或更少的呈現(xiàn)選項(例如，呈現(xiàn)質(zhì)量選項)。例如，參照以上示例，對象1的勾連文件可如下hook"object1" {full_model="object1_full.mdl";number_of_legs=4;
standin_model="object1_standin.mdl";number_of_legs=1;
....}從該示例中可見，對象1包括對兩個不同模型描述符文件(例如*.mdl文件)的文件名引用。在本實施例中，每個模型描述符文件都是指定對象1如何在場景中呈現(xiàn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).mdl文件。此外，.mdl文件通常存儲預(yù)定義的與對象1相關(guān)聯(lián)的幾何組件、紋理、色彩等。在其它實施例中，模型描述符文件可包括對象1的在過程中產(chǎn)生的幾何組件、過程中產(chǎn)生的紋理等。在另外的實施例中，可使用對象1的預(yù)定義的和過程中產(chǎn)生的各方面的組合。
作為一簡單說明，諸如2001年動畫片Monster，IncorporatedTM(怪物公司)中Mike WazowskiTM的對象可使用以上技術(shù)來為一場景指定。例如，全模型和定位替身模型可被包括在場景描述符文件中。出于最終呈現(xiàn)目的，可檢索具有兩條腿的Mike Wazowski的全模型，并用來呈現(xiàn)場景。然而，出于照明目的，可檢索僅具有一條腿的Mike Wazowski的定位替身模型，并用來呈現(xiàn)場景。因為并非所有對象都需要在場景中呈現(xiàn)，所以并非所有對象都需要在存儲器中進行檢索。
參照圖2A中的實施例，對于在場景描述符文件中指定的第一對象，確定是否應(yīng)在存儲器中檢索并在場景中呈現(xiàn)(步驟230)。該確定通常響應(yīng)于所選擇的呈現(xiàn)選項作出。作為一個示例，呈現(xiàn)可為布景布置目的而查看場景中的背景對象如何顯現(xiàn)。在該情形中，前景對象(例如角色)可不作呈現(xiàn)。
在本實施例中，如果對象被包括在場景的呈現(xiàn)中，則該對象還可使一個以上模型文件與之相關(guān)聯(lián)(步驟240)。如以上示例中所示，模型可具有“全”模型和“定位替身”模型。如果有一個以上模型，則確定通常是響應(yīng)于所選擇的呈現(xiàn)選項將哪個模型用于呈現(xiàn)目的(步驟250)。在一些實施例中可確定“缺省”模型，除非被呈現(xiàn)選項所替換。在僅指定一個模型的實施例中，可自動地選擇該模型。
在本實施例中，如果不需要該對象，則模型將不用于呈現(xiàn)目的(步驟260)。更具體地，模型將不被載入存儲器。然后對場景描述符文件中的下一個對象(勾連)重復(fù)該過程(步驟270)，通常直到已考慮了所有勾連。
在一實施例中，選擇用于呈現(xiàn)的所有對象被載入存儲器(步驟280)。例如，對于幾何對象，檢索.mdl文件；對于攝影機對象，檢索.m文件。在其它實施例中，當(dāng)確定呈現(xiàn)中需要對象時，這些對象可一次載入一個。
然后，在勾連文件中指定的、并與所載入對象中的每一個相關(guān)聯(lián)的屬性(例如參數(shù)、常數(shù)、特性、和應(yīng)用數(shù)據(jù))應(yīng)用于各個對象(步驟290)。在其它實施例中，對象使用所指定的屬性來調(diào)用，并在步驟280返回一例示對象。
在本實施例中，場景使用已載入對象和在勾連文件中指定的屬性來呈現(xiàn)(步驟300)。應(yīng)理解，該步驟中的呈現(xiàn)可以是或可以不是正式的高質(zhì)量呈現(xiàn)過程。場景的結(jié)果畫面可存儲在計算機存儲器、膠片介質(zhì)等中(步驟310)，然后隨后進行檢索和顯示(步驟320)。
圖3A-B示出本發(fā)明的一不同實施例。更具體地，圖3A-B示出用于指定對象、和/或用于向?qū)ο筇峁傩缘亩鄠€勾連文件的使用。
在該實施例中，多個勾連文件可存在于影片中的每個畫面。因而，與僅使用一個勾連文件相反，多個勾連文件的組合可提供對象和用于這些對象的屬性。例如，在各個實施例中，一勾連文件可存在于整個影片，一勾連文件可存在于影片中的“一系列”鏡頭中，一勾連文件可存在于特定“鏡頭”中(一組相關(guān)場景)，以及一勾連文件可存在于特定場景。因此，如果有與該場景相關(guān)聯(lián)的另一個勾連文件(步驟400)，則可重復(fù)圖2A中所述的過程。
然后，在一實施例中，從第一勾連文件中選擇的用于呈現(xiàn)的對象被載入存儲器(步驟410)，然后從第二勾連文件中選擇的用于呈現(xiàn)的對象被載入存儲器(步驟420)。
在該實施例中，在第一勾連文件和第二勾連文件中指定的、并與每個已載入對象相關(guān)聯(lián)的屬性(例如參數(shù)、常數(shù)、特性和應(yīng)用數(shù)據(jù))被應(yīng)用于各個對象(步驟430)。
在本實施例中，在第二勾連文件中指定的對象屬性與第一勾連文件中的對象屬性不同。在該情形中，第一勾連文件中的對象屬性奏效。因此，只有未由第一勾連文件指定的存儲在第二勾連文件中的對象屬性才用于呈現(xiàn)目的(步驟440)。其示例在以下示例中可見WHOLE FILM(整個影片)勾連文件包括hook“mike”{full_model=”mike_full.mdl”;
param{number_of_legs=2;}}SEQUENCE 3(序列3)勾連文件包括hook“mike”param{number_of_legs=4;}SHOT(鏡頭)勾連文件包括hook“mike”param{skin_color=(0.3，1，0.4);}}首先根據(jù)以上實施例處理鏡頭勾連文件，并確定要呈現(xiàn)對象“Mike”?？梢?，皮膚色彩參數(shù)在鏡頭勾連文件中指定，因此使用該參數(shù)。在以上過程的下一重復(fù)期間，對于第二勾連文件，處理序列勾連文件。從該序列勾連文件，為“Mike”指定腿數(shù)量的附加參數(shù)為4。最后，在以上過程的下一重復(fù)期間，處理整個影片勾連文件。從整個影片勾連文件，對象模型被標(biāo)識為mike_full.mdl。此外，腿的數(shù)量被指定為2。然而，根據(jù)本實施例，序列勾連文件的屬性“戰(zhàn)勝”或替換整個影片的規(guī)格。因此，在已“解析”呈現(xiàn)“Mike”的所有參數(shù)之后，檢索模型文件mike_full.mdl，其中number_of_legs參數(shù)＝4，且skin_color＝(0.3，1，0.4)。
在本實施例中，解析后的對象被呈現(xiàn)在畫面中(步驟450)；該畫面被存儲(步驟460)；并且該畫面被顯示(步驟470)。
上述各個概念已成功用于Pixar的正片長度電影，包括Finding NemoTM(海底總動員)、Monsters Inc.TM(怪物公司)、Toy Story2TM(玩具總動員2)、和A BugsLifeTM(蟲蟲特工隊)，并對其生效。
上述各種技術(shù)已使用了在“硬編碼”計算機位置上發(fā)現(xiàn)的對象表示，這些位置為諸如特定計算機盤目錄、特定網(wǎng)絡(luò)目錄、使用特定文件名等。然而，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到該類對象文件的“硬編碼”有許多缺點。這些缺點包括它需要用戶理解對象的計算機目錄結(jié)構(gòu)。此外，它需要用戶知道如何分類對象的不同表示，并將其存儲在目錄結(jié)構(gòu)中。其它缺點包括當(dāng)目錄結(jié)構(gòu)改變時，創(chuàng)建場景描述符文件的動畫制作人員必須常常更改場景描述符文件，以順應(yīng)這些變化。還有其它缺點包括隨著時間的流逝，并隨著計算機系統(tǒng)的變遷等等，對象目錄結(jié)構(gòu)會遭損壞，而對象會丟失。結(jié)果，在開始時呈現(xiàn)場景的若干年后，當(dāng)用戶嘗試重現(xiàn)該場景時，將不能找到所有對象。為了解決這些缺點，本發(fā)明人已開發(fā)了其它實施例。
圖4示出本發(fā)明的另一實施例。更具體地，圖4示出包括數(shù)據(jù)庫的一個實施例。圖4包括計算機系統(tǒng)500、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(dlms)510、和數(shù)據(jù)庫520。在本實施例中，計算機系統(tǒng)500是典型的呈現(xiàn)系統(tǒng)，如圖1所述。此外，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)510和數(shù)據(jù)庫520可以是常規(guī)的可從Oracle、Sybase等購買的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
在本實施例中，dbms 510可包括常規(guī)的數(shù)據(jù)庫訪問機制，諸如SQL查詢工具等。在各個實施例中，dbms 510可包括向數(shù)據(jù)庫520提供組織訪問的其它前端軟件。在一個示例中，附加前端軟件可包括“資產(chǎn)管理”軟件，即使用戶能更簡便地通過一結(jié)構(gòu)化接口存儲然后檢索軟件資產(chǎn)的軟件。在本發(fā)明的各個實施例中，適合使用任何常規(guī)的軟件資產(chǎn)管理系統(tǒng)。
在操作中，計算機系統(tǒng)500可與以上相似地檢索場景描述符文件。在該實施例中，場景描述符文件可簡單地指定對象名稱(資產(chǎn)名稱)、特定搜索詞、數(shù)據(jù)庫查詢等。例如，與如上所示在目錄內(nèi)指定文件名相反，場景描述符文件可指定對dbms 510的一系列關(guān)鍵搜索詞。作為響應(yīng)，在該示例中，dbms 510可使用關(guān)鍵搜索詞來查詢數(shù)據(jù)庫520，并返回可發(fā)現(xiàn)期望對象表示的目錄位置。在實現(xiàn)資產(chǎn)管理系統(tǒng)的另一個示例中，場景描述符文件也可提供與期望對象相關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵搜索詞。作為響應(yīng)，資產(chǎn)管理系統(tǒng)可訪問數(shù)據(jù)庫520，并返回期望的對象表示。
這些示例表明，這些實施例應(yīng)當(dāng)大大減少當(dāng)對象表示改變或更新時、當(dāng)新對象添加到場景中時等管理場景描述符文件所需的工作量。因此，本發(fā)明人相信這些實施例的優(yōu)點大大提高了本發(fā)明各實施例的價值。
圖5示出了本發(fā)明的另一實施例。在圖5中，600示出一場景描述符文件，它使用以上最初描述的方法引用第一“雪人”對象610和第二“雪人”對象620。如圖所示，在呈現(xiàn)這些對象時訪問第一雪人對象.mdl文件和第二雪人對象.mdl文件。
也如圖5中所示，630示出本發(fā)明的另一個實施例。630示出對象“塊”(nugget)的概念。在該實施例中，對象模型被分解成更多個圖元對象模型(塊)。例如，第一雪人對象640和第二雪人對象650包括對“球”對象660的反復(fù)引用?？梢?，第一雪人對象640使用不同參數(shù)引用球?qū)ο?60三次，而第二雪人對象650也使用不同參數(shù)引用球?qū)ο?60三次。
在本發(fā)明的各個實施例中，預(yù)期可執(zhí)行一個以上級別的對象分解。例如，對象可被分解成第一組對象，而這些幾何對象可被分解成第二組對象等?？深A(yù)期，該分解可應(yīng)用于光線對象、攝影機對象、幾何對象等。如圖所示，塊的使用可大大減少所存儲的和用來指定場景中的對象表示的冗余數(shù)據(jù)量。
在本發(fā)明的各個實施例中，塊概念還大大增加了改變在對象中傳播的簡便性和能力。例如，如圖5所示，如果球?qū)ο?60被變成立方體對象670，則在場景中檢索時，雪人對象680和雪人對象690現(xiàn)在由立方體而非球組成。因而，如圖所示，對幾何圖元的一次改變，可在整個場景中簡便地傳播。
這些實施例的另一個優(yōu)點是在過程中執(zhí)行相關(guān)性分析，且塊被按需載入存儲器。例如，在圖5的示例中，當(dāng)動畫制作人員希望將第二個雪人對象650包括到場景中時，因為第二個雪人對象650取決于球?qū)ο?60，所以球?qū)ο?60自動地載入存儲器。
許多改變或更改是容易想象的。根據(jù)以上公開內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，對象塊的概念可與原始實施例組合，且各實施例可使用數(shù)據(jù)庫。也可預(yù)期各在本發(fā)明的各個實施例中，預(yù)期可使用場景描述符文件來呈現(xiàn)場景的至少兩個表示。即，可預(yù)期場景描述符文件將具有至少一個全部呈現(xiàn)選項、以及呈現(xiàn)少于全部對象、或呈現(xiàn)另一個選擇性表示中的至少一個對象的呈現(xiàn)選項。在一實施例中，單個場景描述符文本文件可用于所需不同呈現(xiàn)選項。在各個實施例中，可提供任何數(shù)量的定義呈現(xiàn)選項的方法，例如，動畫制作人員可通過命令行切換選項(例如-最終、-照明、-布景布置)、通過圖形用戶界面中的一個或多個復(fù)選框等來指定一個選項。此外，可想象用于呈現(xiàn)場景的任何數(shù)量的不同目的(即呈現(xiàn)選項)，例如硬照明、軟照明、場景的不同攝影機角度、不同的紋理等。
應(yīng)理解“呈現(xiàn)”可指使用諸如RenderMan的程序從場景的數(shù)學(xué)描述中轉(zhuǎn)換畫面的高質(zhì)量過程。此外，“呈現(xiàn)”可指場景的數(shù)學(xué)描述的任何圖形可視化、或幾何圖形到像素的任何轉(zhuǎn)換，例如用較低質(zhì)量的呈現(xiàn)引擎進行“呈現(xiàn)”等。低質(zhì)量的呈現(xiàn)引擎的示例包括GL和GPU硬件和軟件呈現(xiàn)器等。
術(shù)語“動畫制作人員”可指及時使對象“動畫”的動畫制作人員。此外，術(shù)語“動畫制作人員”也可指為任何任務(wù)指定用于查看的場景的任何用戶。作為示例，動畫制作人員可能想要為場景布置目的查看場景的不同表示(場景設(shè)計人員)；查看角色動畫、面部動畫、身體動畫(動畫制作人員)；查看照明(燈光師)等。
此外，在以上的一些示例中，說明了可選擇對象的選擇性表示并將其載入存儲器。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的各個實施例中，可預(yù)期對象的單一表示，且可以載入或不載入對象的單一表示。例如，角色對象的一個表示可以在勾連文件中指定，動畫制作人員可能想要只查看“場景設(shè)計”。因此，動畫制作人員可對使角色對象包括在呈現(xiàn)中不感興趣，從而角色對象不被載入到存儲器中。
本發(fā)明的一些實施例還允許動畫制作人員對“未載入”對象工作。更具體地，在一些實施例中，勾連文件可指定動畫制作人員可依賴的對象參數(shù)，而對象并不載入存儲器。例如，勾連文件可指定對象的限定框，從而動畫制作人員可將多個對象置于未載入對象的周圍，而實際上并未載入該對象。在其它示例中，可提供其它信息，諸如限定框的位置、限定框的方位、對象的色彩等。相信這些實施例通過使盡可能多的對象不載入、同時提供有關(guān)未載入對象的信息，有利于加快呈現(xiàn)過程。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀本說明書后可預(yù)見其它實施例。在其它實施例中，可有利地進行以上所揭示發(fā)明的組合或子組合。為便于理解，體系結(jié)構(gòu)和流程圖的框圖作了分組。然而，應(yīng)理解可在本發(fā)明的選擇性實施例中預(yù)期框的組合、新框的添加、框的重新排列等。
因此，本說明書和附圖被視為說明性的而非限制性的。然而，可作各種修改和改變而不背離本發(fā)明在權(quán)利要求書中所述的更廣泛精神和范圍是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種用于呈現(xiàn)動畫幀的方法，包括檢索與該動畫幀相關(guān)聯(lián)的場景描述符數(shù)據(jù)，其中所述場景描述符數(shù)據(jù)指定至少一個對象，其中該對象與對象的第一表示的引用相關(guān)聯(lián)，其中對象的第一表示與第一呈現(xiàn)選項相關(guān)聯(lián)；接收第一呈現(xiàn)選項或第二呈現(xiàn)選項的選擇；當(dāng)選擇第一呈現(xiàn)選項時將對象的第一表示載入計算機存儲器；以及在選擇第一呈現(xiàn)選項時使用對象的第一表示來呈現(xiàn)動畫幀的對象；其中該對象的第一表示在選擇第二呈現(xiàn)選項時并不載入計算機存儲器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述對象關(guān)聯(lián)于所述對象的第一表示的引用、以及所述對象的第二表示的引用；所述對象的第二表示關(guān)聯(lián)于第二呈現(xiàn)選項；以及所述對象的第二表示在選擇是第一呈現(xiàn)選項時并不載入計算機存儲器。
3.如權(quán)利要求1-2的任一個所述的方法，其特征在于存儲在第一對象數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)包括第一屬性；以及所述場景描述符數(shù)據(jù)包括用于所述第一屬性的數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1-3的任一個所述的方法，其特征在于所述一個對象包括場景中的一幾何對象；以及存儲在所述第一對象數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)包括幾何對象的幾何描述。
5.如權(quán)利要求1-4的任一個所述的方法，其特征在于所述一個對象包括場景中的一攝影機對象；以及存儲在所述第一對象數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)包括從以下組中選擇的數(shù)據(jù)攝影機視野、攝影機位置、攝影機方位、屏幕縱橫比。
6.如權(quán)利要求1-5的任一個所述的方法，其特征在于所述一個對象包括場景中的一照明對象；以及存儲在所述第一對象數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)包括從以下組中選擇的數(shù)據(jù)光源類型、光線色彩、光源、光線質(zhì)量、光線形狀。
7.如權(quán)利要求2-6的任一個所述的方法還包括當(dāng)選擇是第二呈現(xiàn)選項時，將對象的第二表示載入計算機存儲器；以及當(dāng)選擇是第二呈現(xiàn)選項時，使用對象的第二表示來呈現(xiàn)用于動畫幀的對象。
8.如權(quán)利要求1-7的任一個所述的方法，其特征在于場景描述符數(shù)據(jù)還包括與對象相關(guān)聯(lián)的第一組屬性；所述方法還包括檢索關(guān)聯(lián)于包括所述動畫幀的一個以上動畫幀的附加場景描述符數(shù)據(jù)，其中所述附加場景描述符數(shù)據(jù)還包括與所述對象相關(guān)聯(lián)的第二組屬性；以及呈現(xiàn)用于動畫幀的對象包括當(dāng)選擇是第一呈現(xiàn)選項時，響應(yīng)于所述對象的第一表示、第一組屬性、以及第二組屬性呈現(xiàn)用于動畫幀的對象。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于與所述對象相關(guān)聯(lián)的第一組屬性指定與所述對象相關(guān)聯(lián)的第一屬性的第一個值；與所述對象相關(guān)聯(lián)的第二組屬性指定與所述對象相關(guān)聯(lián)的第一屬性的第二個值；以及所述對象使用與所述對象相關(guān)聯(lián)的第一屬性的第一個值呈現(xiàn)在所述動畫幀內(nèi)。
10.一種計算機系統(tǒng)，包括盤存儲器，被配置成存儲與動畫幀、對象的第一表示、以及對象的第二表示相關(guān)聯(lián)的場景描述符數(shù)據(jù)，其中所述場景描述符數(shù)據(jù)指定一個對象，其中所述場景描述符數(shù)據(jù)包括對所述對象的第一表示的引用、對所述對象的第二表示的引用、所述對象的屬性值；程序存儲器；以及處理器，被配置成在程序存儲器中檢索與動畫幀相關(guān)聯(lián)的場景描述符數(shù)據(jù)，其中所述處理器還被配置成接收第一呈現(xiàn)選項或第二呈現(xiàn)選項的選擇，其中所述處理器還被配置成在選擇是第一呈現(xiàn)選項時將所述對象的第一表示載入程序存儲器，且其中所述處理器被配置成當(dāng)選擇是第一呈現(xiàn)選項時，響應(yīng)于所述對象的第一表示呈現(xiàn)用于動畫幀的對象；其中所述對象的第二表示在選擇是第一呈現(xiàn)選項時并不載入程序存儲器。
11.如權(quán)利要求10所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述處理器也被配置成當(dāng)選擇是第二呈現(xiàn)選項時，將所述對象的第二表示載入計算機存儲器；所述處理器也被配置成當(dāng)選擇是第二呈現(xiàn)選項時，使用所述對象的第二表示來呈現(xiàn)用于動畫幀的對象；以及所述對象的第一表示在選擇是第二呈現(xiàn)選項時并不載入程序存儲器。
12.如權(quán)利要求10-11的任一個的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述對象包括一幾何對象；以及存儲在所述對象的第一表示中的數(shù)據(jù)包括所述對象的三維模型。
13.如權(quán)利要求10-12的任一個所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述對象包括一攝影機對象；以及所述攝影機對象的第一表示包括從以下組中選擇的屬性攝影機視野、攝影機位置、攝影機方位、屏幕縱橫比。
14.如權(quán)利要求10-13的任一個所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述對象包括一光線對象；以及所述光線對象的第一表示包括從以下組中選擇的屬性光源類型、光線色彩、光源、光線質(zhì)量、光線形狀。
15.如權(quán)利要求10-14的任一個所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述場景描述符數(shù)據(jù)也包括與所述對象相關(guān)聯(lián)的第一組屬性的值；以及所述處理器被配置成當(dāng)選擇是第一呈現(xiàn)選項時，響應(yīng)于所述對象的第一表示和第一組屬性的值，呈現(xiàn)用于動畫幀的對象；
16.如權(quán)利要求15所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述盤存儲器還被配置成存儲與所述動畫幀相關(guān)聯(lián)的附加場景描述符數(shù)據(jù)，其中所述附加場景描述符數(shù)據(jù)指定與所述對象相關(guān)聯(lián)的第二組屬性；所述處理器還被配置成在程序存儲器中檢索與動畫幀相關(guān)聯(lián)的附加場景描述符數(shù)據(jù)，且其中所述處理器被配置成當(dāng)選擇是第一呈現(xiàn)選項時，響應(yīng)于所述對象的第一表示、第一組屬性的值、第二組屬性的值呈現(xiàn)用于動畫幀的對象。
17.如權(quán)利要求15-16的任一個所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于屬性具有用第一組屬性的值指定的第一個值，以及用第二組屬性的值指定的第二個值；以及所述處理器被配置成響應(yīng)于所述屬性的第一個值呈現(xiàn)用于動畫幀的對象。
18.一種包括處理器的計算機系統(tǒng)的計算機程序產(chǎn)品，包括引導(dǎo)處理器在程序存儲器中檢索與該動畫幀相關(guān)聯(lián)的場景描述符數(shù)據(jù)的代碼，其中所述場景描述符數(shù)據(jù)指定至少一個對象，其中該對象與對象的第一表示相關(guān)聯(lián)，其中所述對象的第一表示與第一呈現(xiàn)選項相關(guān)聯(lián)；引導(dǎo)所述處理器確定第一呈現(xiàn)選項或第二呈現(xiàn)選項的選擇的代碼；當(dāng)選擇第一呈現(xiàn)選項時，引導(dǎo)所述處理器將對象的第一表示載入程序存儲器的代碼；以及在選擇第一呈現(xiàn)選項時，引導(dǎo)所述處理器響應(yīng)于對象的第一表示來呈現(xiàn)用于動畫幀的對象的代碼；其中該對象的第一表示在選擇第二呈現(xiàn)選項時并不載入程序存儲器；以及其中所述代碼駐留在有形介質(zhì)中。
19.如權(quán)利要求18所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于所述對象關(guān)聯(lián)于所述對象的第一表示、以及所述對象的第二表示；所述對象的第二表示關(guān)聯(lián)于第二呈現(xiàn)選項；以及所述對象的第二表示在選擇是第一呈現(xiàn)選項時并不載入程序存儲器。
20.如權(quán)利要求18-19的任一項所述的計算機程序產(chǎn)品還包括，當(dāng)選擇是第二呈現(xiàn)選項時，引導(dǎo)所述處理器將對象的第二表示載入計算機存儲器的代碼；以及在選擇第二呈現(xiàn)選項時，引導(dǎo)所述處理器響應(yīng)于對象的第二表示來呈現(xiàn)用于動畫幀的對象的代碼；其中所述對象的第一表示在選擇為第二呈現(xiàn)選項時并不載入程序存儲器。
21.如權(quán)利要求18-20的任一項所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于所述對象包括一幾何對象；以及所述對象的第一表示包括所述對象的三維模型。
22.如權(quán)利要求18-21的任一項所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于所述對象包括一攝影機對象；以及所述攝影機對象的第一表示包括從以下組中選擇的屬性攝影機視野、攝影機位置、攝影機方位、屏幕縱橫比。
23.如權(quán)利要求18-22的任一項所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于所述對象包括一光線對象；以及所述光線對象的第一表示包括從以下組中選擇的屬性光源類型、光線色彩、光源、光線質(zhì)量、光線形狀。
全文摘要
一種用于呈現(xiàn)動畫幀的方法，包括檢索與該動畫幀相關(guān)聯(lián)的場景描述符數(shù)據(jù)(220)，其中場景描述符數(shù)據(jù)指定至少一個對象，其中該對象關(guān)聯(lián)于對象的第一表示的引用(230)，其中對象的第一表示與第一呈現(xiàn)選項相關(guān)聯(lián)(210)；接收第一呈現(xiàn)選項或第二呈現(xiàn)選項的選擇(240)；當(dāng)選擇第一呈現(xiàn)選項時將對象的第一表示載入計算機存儲器(250)；以及在選擇第一呈現(xiàn)選項時使用對象的第一表示來呈現(xiàn)用于動畫幀的對象，其中該對象的第一表示在選擇第二呈現(xiàn)選項時并不載入計算機存儲器(260)。
文檔編號G06T13/00GK1864179SQ200480028869
公開日2006年11月15日 申請日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者D·皮查 申請人:皮克薩公司