[发明专利]一种虚拟预演中虚拟角色交互控制的系统

说明书

本发明涉及一种虚拟预演中虚拟角色交互控制的系统，属于电影虚拟制作及虚拟预演控制技术领域。包括信息采集模块、数据处理模块、交互控制模块以及可视化模块；信息采集模块与数据处理模块相连；信息采集模块以及数据处理模块分别与交互控制模块相连；交互控制模块与可视化模块相连；信息采集模块采集并获取低维控制数据信息；数据处理模块基于信息采集模块采集到的低维控制数据，产生高维角色关节运动数据；交互控制模块的功能是生成虚拟预演系统中的虚拟角色运动数据；可视化模块的功能是虚拟角色的预演展示。所述系统具有友好、低成本、体积小、控制方式多样及可移植性好的优势。

技术领域

本发明涉及一种虚拟预演中虚拟角色交互控制的系统，属于电影虚拟制作及虚拟预演控制技术领域。

背景技术

如今随着电影制作中特效成分的比重越来越大，电影制作的成本逐渐提高，电影的虚拟化制作进入了广大电影工作者的视野。早期虚拟预演，通过在三维软件中对场景进行重建之后，用低维模型或简单的动画角色替代真实角色，采用动画师人工添加关键帧的方式，给角色添加动画，示意出演员在场景里的位置调度等，以供剧组导演、摄影、演员等演职人员进行拍摄参考。随着计算机技术的发展，这种简单的虚拟预演技术已经不能满足行业发展的需求。在当前的虚拟化制作中，需要在虚拟预演环节体现虚拟角色丰富的运动信息，甚至于角色表情与肢体运动风格等。

在现有的研究以及产业应用中，虚拟角色的交互控制主要有以下几种：基于关键帧动画的虚拟角色运动合成，动画师在预演软件中手工调节关键帧信息，插值生成虚拟角色的全身运动；基于物理的角色运动生成方法，根据角色的运动规律，结合角色骨骼信息，计算出符合生物力学原理的角色运动；使用动作捕捉系统捕获演员的真实表演，实时驱动虚拟角色的运动。

基于电影虚拟化制作的实际需求，我们致力于研究电影工作人员与虚拟角色之间交互的控制系统，一方面获取低维控制信号，使用低维控制信号生成虚拟角色的运动，另一方面，在虚拟场景中交互控制虚拟角色运动，并完成虚拟角色的交互控制预演。

发明内容

本发明的目的在于针对现有虚拟化电影制作过程中，存在对虚拟角色控制方式单一、对外接口封闭、需要前期制作角色运动数据库、预演制作人员可操作性差以及实用性差的技术缺陷，提出了一种虚拟预演中虚拟角色交互控制的系统。

所述虚拟预演中虚拟角色交互控制的系统包括信息采集模块、数据处理模块、交互控制模块以及可视化模块；

其中，信息采集模块包括传统交互设备、手势识别单元、动作捕捉单元、外部接口单元以及信息获取优先级切换单元；数据处理模块包括升维映射单元；交互控制模块包括切换单元、直接控制单元以及映射控制单元；可视化模块包括视觉优化单元；

所述虚拟预演中虚拟角色交互控制的系统中各组成模块及单元的连接关系如下：

信息采集模块与数据处理模块相连；信息采集模块以及数据处理模块分别与交互控制模块相连；交互控制模块与可视化模块相连；

具体为：传统交互设备、手势识别单元、动作捕捉单元、外部接口单元分别与直接控制单元、升维映射单元以及信息获取优先级切换单元相连；升维映射单元与映射控制单元相连；直接控制单元与映射控制单元分别与切换单元相连；直接控制单元与映射控制单元分别与视觉优化单元相连；

所述虚拟预演中虚拟角色交互控制的系统中各组成模块的功能如下：

信息采集模块采集并获取低维控制数据信息；数据处理模块基于信息采集模块采集到的低维控制数据，产生高维角色关节运动数据；交互控制模块的功能是生成虚拟预演系统中的虚拟角色运动数据；可视化模块的功能是虚拟角色的预演展示。

所述虚拟预演中虚拟角色交互控制的系统的工作过程，包括如下步骤：

步骤1、信息采集模块采集低维的控制数据信息；