3d立體動畫全流程制作云計(jì)算平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種3D立體動畫全流程制作云計(jì)算平臺，其特征在于包括：動畫模塊，用于建模、生成動畫鏡頭；立體模塊，用于拍攝3D動畫影像；渲染模塊，用于動畫預(yù)覽、渲染分配；云計(jì)算模塊，用于動畫渲染輸出。本發(fā)明的有益效果為：通過云計(jì)算的方式，本發(fā)明可以為用戶提供跨地域、跨時空的全新溝通與合作模式，通過云計(jì)算的海量存儲和強(qiáng)大的并行計(jì)算能力為用戶解決渲染計(jì)算與移動存儲問題。本發(fā)明所包含的各個模塊是應(yīng)用于從前期直至后期的3D立體制作全過程中，為創(chuàng)意人員提供了對技術(shù)的控制能力。這些模塊在設(shè)計(jì)上還具有協(xié)同工作能力，而且容易集成，因此制作人員可以獲得一個完善統(tǒng)一的制作流程，為他們提供了立體成像的創(chuàng)意工具。
【專利說明】3D立體動畫全流程制作云計(jì)算平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)控【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種3D立體動畫全流程制作云計(jì)算平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著數(shù)字電影制作技術(shù)和放映技術(shù)的長足發(fā)展，數(shù)字高清2K、4K電影逐漸成為主 流，特別是Imax放映廳數(shù)量的增加，對電影的畫面品質(zhì)的要求越來越高。但由于技術(shù)要求 較高，普通電影廠商難以制作，片源非常緊缺，院線中的這類電影大多被進(jìn)口大片所壟斷。 尤其是三維動畫電影，采用逐幀渲染輸出的技術(shù)，每秒鐘要渲染輸出24幀畫面，90分鐘的 電影需要渲染輸出13萬幀畫面。3D立體動畫的生產(chǎn)周期長，成本高。
[0003]目前3D攝像流程十分繁瑣，尤其是虛擬3D動畫影像的拍攝，攝影師需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或 在專業(yè)人員的指導(dǎo)下進(jìn)行3D拍攝，3D效果需經(jīng)過反復(fù)修改，反拍率非常高。
[0004]三維動畫后期渲染技術(shù)的研究大多集中在對渲染器軟件的開發(fā)上，美國和英國處 于技術(shù)壟斷位置，但其對于集群渲染控制與管理軟件的研發(fā)還處于空白階段。很多著名的 三維動畫制作軟件，如Autodesk旗下的3DSMAX、MAYA軟件中只有比較簡單的網(wǎng)絡(luò)渲染控制 軟件，難于在集群化的后期渲染輸出過程中進(jìn)行有效控制?，F(xiàn)在沒有專門的用于控制集群 化后期渲染輸出的數(shù)控系統(tǒng)軟件，集群網(wǎng)絡(luò)渲染控制技術(shù)的不完善，使之成為制作效率及 制作品質(zhì)上的技術(shù)瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種3D立體動畫全流程制作云計(jì)算平臺，其 特征在于包括:動畫模塊、立體模塊、渲染模塊和云計(jì)算模塊；
[0006]其中，動畫模塊包括:
[0007]場景模型子模塊，用于設(shè)定場景模型，
[0008]角色模型子模塊，用于設(shè)定角色模型，
[0009]道具模型子模塊，用于設(shè)定道具模型，
[0010]表現(xiàn)子模塊，用于設(shè)定角色表現(xiàn)的模式，
[0011]行動子模塊，用于設(shè)定角色行動路線，
[0012]運(yùn)算模塊，用于根據(jù)場景模型、角色模型、道具模型、角色表現(xiàn)的模式和角色行動 路線生成動畫鏡頭；
[0013]立體模塊包括:
[0014]虛擬3D攝像機(jī)，用于拍攝虛擬3D動畫影像，
[0015]數(shù)控子模塊，用于控制虛擬3D攝像機(jī)的位置和焦點(diǎn)；
[0016]渲染模塊包括:
[0017]預(yù)演算子模塊，用于生成3D虛擬動畫的預(yù)覽影像，
[0018]管理節(jié)點(diǎn)，用于3D虛擬動畫影像的渲染控制，管理節(jié)點(diǎn)包括渲染節(jié)點(diǎn)設(shè)定模塊、 鏡頭數(shù)據(jù)庫處理模塊和鏡頭動畫編輯模塊，渲染節(jié)點(diǎn)設(shè)定模塊用于渲染節(jié)點(diǎn)的選擇與渲染任務(wù)的分配，鏡頭數(shù)據(jù)庫處理模塊用于控制渲染節(jié)點(diǎn)選擇渲染器軟件，鏡頭動畫編輯模塊 用于控制渲染節(jié)點(diǎn)利用渲染器軟件對待渲染動畫文件進(jìn)行渲染；
[0019]云計(jì)算模塊包括:
[0020]渲染節(jié)點(diǎn)，用于根據(jù)渲染任務(wù)生成運(yùn)行腳本，調(diào)用合適的渲染器軟件，完成3D虛 擬動畫影像的渲染運(yùn)算工作，生成3D立體動畫，
[0021]存儲設(shè)備，用于3D立體動畫的存儲。
[0022]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明借助云計(jì)算強(qiáng)大的計(jì)算和存儲能力通過云計(jì)算的 SaaS模式為用戶提供制作3D立體動畫全過程中涉及到的制作工具全集以及完整的制作流 程支持。并且能夠自動生成角色動畫、自動3D攝像機(jī)定位、自動渲染云計(jì)算數(shù)控平臺。運(yùn) 用動畫模塊使得創(chuàng)意人員通過簡單的操作即可完成整體動畫鏡頭的生成。創(chuàng)意人員只需輸 入場景、人物、道具的模型、角色表現(xiàn)模式和角色行動路線，運(yùn)算模塊就可以按照創(chuàng)意人員 的要求自動生成完整的動畫鏡頭，無需人工調(diào)動作，用5分鐘即可完成一秒鐘的動作鏡頭， 與之前所需5小時的時間相比，可節(jié)省約90%的時間。
[0023]立體模塊是運(yùn)用眼球立體光學(xué)原理通過自動測量焦點(diǎn)距離自動計(jì)算輻輳角度并 同步調(diào)節(jié)兩臺立體攝影機(jī)之間的距離與夾角。創(chuàng)意人員只需為立體模塊提供3D立體動畫 制作所必須的操作和參數(shù)設(shè)置，數(shù)控子模塊就能智能地設(shè)置好相關(guān)攝像參數(shù)，對兩臺或多 臺虛擬3D攝像機(jī)進(jìn)行控制和設(shè)定。運(yùn)用此模塊，攝影師只要按照傳統(tǒng)的2D拍攝方法就可 以得到完美的3D虛擬影像，降低了 3D虛擬影像的制作門檻，大大提高了 3D虛擬影像的創(chuàng) 作空間。同時最后的3D虛擬影像效果相比與目前3D攝影技術(shù)實(shí)現(xiàn)的效果更加真實(shí)生動， 并避免3D畫面的眩暈降低視覺疲勞。
[0024]渲染模塊用于集群渲染控制與管理，以先進(jìn)的軟件設(shè)計(jì)理念實(shí)現(xiàn)了集群動畫渲染 功能的數(shù)字化控制，將批渲染、集群控制、數(shù)據(jù)管理、非線性編輯化的后期渲染新模式進(jìn)行 有機(jī)整合。同時利用預(yù)演算子模塊的預(yù)演功能，還可以以較低質(zhì)量快速渲染動畫影片的特 定區(qū)段，通過生成的預(yù)演影片可以發(fā)現(xiàn)并改正動畫前期編輯的錯誤。另外，管理節(jié)點(diǎn)還解決 了層渲染和非線性編輯問題，不但在效率上大大的提高，而且在動畫渲染及后期制作上有 本質(zhì)的創(chuàng)新。利用管理節(jié)點(diǎn)很好地完成了渲染集群的控制，利用現(xiàn)成的CPU、以太網(wǎng)和操作 系統(tǒng)構(gòu)建的超級計(jì)算機(jī)，對云計(jì)算模塊的渲染節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制和動態(tài)分配渲染任務(wù)，使各渲 染節(jié)點(diǎn)時刻保持工作狀態(tài)。在軟件的結(jié)構(gòu)上，將客戶端、管理節(jié)點(diǎn)、渲染節(jié)點(diǎn)之間以請求和 響應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)通信互動。在管理節(jié)點(diǎn)中維護(hù)一個全局性的數(shù)據(jù)庫，記錄節(jié)點(diǎn)工作狀態(tài)以 及任務(wù)與子任務(wù)分配與執(zhí)行狀態(tài)等信息，渲染節(jié)點(diǎn)中有局部數(shù)據(jù)庫保存本機(jī)資源信息以及 所分配的子任務(wù)對列與狀態(tài)信息，同時負(fù)責(zé)調(diào)用渲染軟件完成渲染。設(shè)計(jì)輸入與輸出都在 共享存儲系統(tǒng)中，因此，客戶的設(shè)計(jì)與渲染輸出可以直接交互，形成一個合理的功能較全面 的系統(tǒng)軟件架構(gòu)，管理節(jié)點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)管理、任務(wù)生成、任務(wù)控制著3個功能與客戶機(jī)和渲染 節(jié)點(diǎn)都有交互。節(jié)點(diǎn)之間的控制流是各種請求與響應(yīng)數(shù)據(jù)報，數(shù)據(jù)流只在客戶端與存儲系 統(tǒng)之間以及渲染節(jié)點(diǎn)與存儲系統(tǒng)之間產(chǎn)生，即設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)文檔和渲染輸出文檔。所有的操作 幾乎都是建立在查詢與修改相關(guān)信息)的操作上，由于多個用戶和任務(wù)可能同時要求修改 這些信息，因此操作是互斥的，可以用semaphore互斥量加以保護(hù)。
[0025]通過云計(jì)算的方式，本發(fā)明可以為用戶提供跨地域、跨時空的全新溝通與合作模 式，通過云計(jì)算的海量存儲和強(qiáng)大的并行計(jì)算能力為用戶解決渲染計(jì)算與移動存儲問題。本發(fā)明所包含的各個模塊是應(yīng)用于從前期直至后期的3D立體制作全過程中，為創(chuàng)意人員 提供了對技術(shù)的控制能力。這些模塊在設(shè)計(jì)上還具有協(xié)同工作能力，而且容易集成，因此制 作人員可以獲得一個完善統(tǒng)一的制作流程，為他們提供了立體成像的創(chuàng)意工具。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的流程圖；
[0027]圖2為本發(fā)明的渲染流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0029]實(shí)施例一
[0030]如圖1所示，創(chuàng)意人員通過動畫模塊的各個子模塊，設(shè)定好場景模型、角色模型、 道具模型、角色表現(xiàn)的模式和角色行動路線后，運(yùn)算模塊可根據(jù)上述的設(shè)定進(jìn)行運(yùn)算自動 生成完整的動畫鏡頭；然后創(chuàng)意人員設(shè)定好相關(guān)攝像參數(shù)后，立體模塊的數(shù)控子模塊自動 控制虛擬3D攝像機(jī)，調(diào)整虛擬3D攝像機(jī)的位置和焦點(diǎn)，完成3D虛擬動畫影像的拍攝；創(chuàng)意 人員通過渲染模塊的預(yù)演算子模塊可對3D虛擬動畫影像進(jìn)行簡單的渲染，然后預(yù)覽渲染 影像，確認(rèn)無誤后，即可通過管理節(jié)點(diǎn)控制渲染節(jié)點(diǎn)進(jìn)行正式渲染；管理節(jié)點(diǎn)包括渲染節(jié)點(diǎn) 設(shè)定模塊、鏡頭數(shù)據(jù)庫處理模塊和鏡頭動畫編輯模塊，渲染節(jié)點(diǎn)設(shè)定模塊用于渲染節(jié)點(diǎn)的 選擇與渲染任務(wù)的分配，鏡頭數(shù)據(jù)庫處理模塊用于控制渲染節(jié)點(diǎn)選擇渲染器軟件，鏡頭動 畫編輯模塊用于控制渲染節(jié)點(diǎn)利用渲染器軟件對待渲染動畫文件進(jìn)行渲染，管理節(jié)點(diǎn)通過 網(wǎng)絡(luò)將渲染任務(wù)動態(tài)分配給各個渲染節(jié)點(diǎn)；渲染節(jié)點(diǎn)根據(jù)渲染任務(wù)生成運(yùn)行腳本，調(diào)用合 適的渲染器軟件，完成3D虛擬動畫影像的渲染運(yùn)算工作，生成3D立體動畫，并將3D立體動 畫的存儲于存儲設(shè)備上。
[0031]實(shí)施例二
[0032]如圖2所示，管理節(jié)點(diǎn)將對3D虛擬動畫影像的渲染要求轉(zhuǎn)化為渲染任務(wù)A、渲染任 務(wù)B和渲染任務(wù)C，管理節(jié)點(diǎn)中的鏡頭數(shù)據(jù)庫處理模塊負(fù)責(zé)確定控制渲染節(jié)點(diǎn)選擇何種渲 染器軟件，鏡頭動畫編輯模塊負(fù)責(zé)確定渲染節(jié)點(diǎn)利用渲染器軟件對待渲染動畫文件進(jìn)行何 種渲染操作，渲染節(jié)點(diǎn)設(shè)定模塊讀取各渲染節(jié)點(diǎn)的工作任務(wù)列表，將渲染任務(wù)發(fā)送給任務(wù) 最少的渲染節(jié)點(diǎn)，渲染節(jié)點(diǎn)A處于空閑狀態(tài)，渲染節(jié)點(diǎn)B的工作任務(wù)列表中只有I個正在處 理的渲染任務(wù)X，管理節(jié)點(diǎn)將渲染任務(wù)A、渲染任務(wù)B發(fā)送給渲染節(jié)點(diǎn)A，將渲染任務(wù)C發(fā)送 給渲染節(jié)點(diǎn)B:
[0033]渲染任務(wù)A、渲染任務(wù)B被發(fā)送到渲染節(jié)點(diǎn)A工作任務(wù)列表，渲染節(jié)點(diǎn)A讀取渲染 任務(wù)A，并自動生成運(yùn)行腳本A，同時調(diào)用渲染器軟件3DSMAX，并讀取存儲設(shè)備上對應(yīng)的待 渲染動畫文件A，利用3DSMAX對待渲染動畫文件進(jìn)行渲染，渲染完成后將已渲染動畫文件A 存儲到存儲設(shè)備上，然后自動讀取渲染任務(wù)B，重復(fù)上述操作，生成已渲染動畫文件B ；
[0034]渲染任務(wù)C被發(fā)送到渲染節(jié)點(diǎn)B工作任務(wù)列表，渲染節(jié)點(diǎn)B完成渲染任務(wù)X的渲 染工作后，讀取渲染任務(wù)C，將待渲染動畫文件C渲染成已渲染動畫文件C。
[0035]以上對本發(fā)明的兩個實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施 例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種3D立體動畫全流程制作云計(jì)算平臺，其特征在于包括:動畫模塊、立體模塊、渲 染模塊和云計(jì)算模塊；其中，動畫模塊包括:場景模型子模塊，用于設(shè)定場景模型，角色模型子模塊，用于設(shè)定角色模型，道具模型子模塊，用于設(shè)定道具模型，表現(xiàn)子模塊，用于設(shè)定角色表現(xiàn)的模式，行動子模塊，用于設(shè)定角色行動路線，運(yùn)算模塊，用于根據(jù)場景模型、角色模型、道具模型、角色表現(xiàn)的模式和角色行動路線 生成動畫鏡頭；立體模塊包括:虛擬3D攝像機(jī)，用于拍攝虛擬3D動畫影像，數(shù)控子模塊，用于控制虛擬3D攝像機(jī)的位置和焦點(diǎn)；渲染模塊包括:預(yù)演算子模塊，用于生成3D虛擬動畫的預(yù)覽影像，管理節(jié)點(diǎn)，用于3D虛擬動畫影像的渲染控制，管理節(jié)點(diǎn)包括渲染節(jié)點(diǎn)設(shè)定模塊、鏡頭 數(shù)據(jù)庫處理模塊和鏡頭動畫編輯模塊，渲染節(jié)點(diǎn)設(shè)定模塊用于渲染節(jié)點(diǎn)的選擇與渲染任務(wù) 的分配，鏡頭數(shù)據(jù)庫處理模塊用于控制渲染節(jié)點(diǎn)選擇渲染器軟件，鏡頭動畫編輯模塊用于 控制渲染節(jié)點(diǎn)利用渲染器軟件對待渲染動畫文件進(jìn)行渲染；云計(jì)算模塊包括:渲染節(jié)點(diǎn)，用于根據(jù)渲染任務(wù)生成運(yùn)行腳本，調(diào)用合適的渲染器軟件，完成3D虛擬動 畫影像的渲染運(yùn)算工作，生成3D立體動畫，存儲設(shè)備，用于3D立體動畫的存儲。
【文檔編號】G06T13/20GK103514620SQ201210375181
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月29日
【發(fā)明者】王嘉, 謝揚(yáng) 申請人:天津十彩動畫科技有限公司