数字表演的关键技术

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1、数字表演的关键技术1队形保存与读取编创人员在使用二维编排模块进行队形编创时,以点、线、面为基础元素对平面队形进行设计,形成平面创意。完成二维编排后需将队形转化为数据文件进行保存。在进行三维编排时,根据保存的二维队形数据生成三维虚拟环境中的队形分布,在此基础上再加入立体构成编创和材质元素。保存二维队形的思路是,首先,将点、线、面转化为点阵集合;然后,将得到的存储点阵集合进行位置信息存储,外部存储文件为文本文件。队形文件结构如下所示:::={}

2、>::=::={}::={}::=//x,y,z,rotation队形读取过程与存储过程相反,根据读取队形文件得到的坐标数据得到队形的点阵集合的位置数据,根据各点阵集合的位置数据在三维虚拟场景中摆放演员人物模型。由于没有分配队形的材质属性,此时的模型还不具备材质信息。2队形变换大型广场文艺表演中

3、的队形变换是大规模人群行为仿真中的一种,与一般的人群行为仿真不同,队形变换具有预先可控、沿路线运动的特点,要求各虚拟演员按照事先规定的路线沿路线有序行进,不涉及复杂的虚拟人情感判断等仿真[4]。队形变换主要涉及虚拟演员的位置变化,位置变化规定虚拟演员的移动方式,包括按照规定路线行进、跟随等。在队形变换的过程中,需要对虚拟演员规定一些必要的约束,如避免碰撞、规定时间内到达等[5]。本系统中虚拟演员的动作皆由动作捕捉系统完成。三维虚拟演示模块中的队形变换分为两步:1)计算两个相邻队形中各对应点的位置差异,根据差异计算

4、出各点的变化路线;2)控制虚拟演员按照规定路线行进至新位置,虚拟演员在按照规定路线行进过程中进行碰撞检测,防止发生几何体穿透现象。3大规模人群渲染绘制由大规模人群组成的三维场景对CPU的处理能力有极高要求,海量几何面极大的影响系统运行效率。本系统在三维虚拟队形演示模块中采用层次细节绘制、基于图像绘制、预渲染光影以及几何体实例化等方法达到实时渲染高效绘制效果。GPU绘制几何面的速度直接影响系统运行效率,采用层次细节绘制、基于图像绘制和预渲染光影这些手段能提高虚拟环境的绘制速度,但仍无法满足正常演示三维队形演示的绘制

5、需求。三维队形演示的主体是虚拟演员,其几何结构复杂、数量庞大,如果采用传统绘制方法进行绘制,多次的零散提交绘制内容会造成绘制效率低下。为了解决这一矛盾,采用几何体实例化方法一次提交一组对象进行绘制,这里的几何体是指场景中的虚拟演员。几何体实例化,是通过对具有相同顶点数据的几何体,赋予不同的空间位置、颜色或纹理等特征,从而创造出不同实例对象的技术。它的好处在于,只需传递一次单个模型的顶点数据(或者说调用一个批次的绘制指令),再传递不同对象的特征数据,就能实现多个对象的绘制。同组虚拟演员的三维模型具有相同的几何结构,

6、绘制时只要绘制一个虚拟演员就能得到其它与之相关的关联对象,大大提高了绘制效率。虚拟演员的实例结构如下所示:Instance{unsignedshort*Chracter_ID//虚拟演员编号unsignedshort*Instance_ID//实例体编号Vectorposition//虚拟演员位置Vectorrotation//虚拟演员朝向floatlod//虚拟演员的层次细节级别boolculled//虚拟演员的裁剪状态}(深度创艺:www.sundo3d.com)

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1、数字表演的关键技术1队形保存与读取编创人员在使用二维编排模块进行队形编创时,以点、线、面为基础元素对平面队形进行设计,形成平面创意。完成二维编排后需将队形转化为数据文件进行保存。在进行三维编排时,根据保存的二维队形数据生成三维虚拟环境中的队形分布,在此基础上再加入立体构成编创和材质元素。保存二维队形的思路是,首先,将点、线、面转化为点阵集合;然后,将得到的存储点阵集合进行位置信息存储,外部存储文件为文本文件。队形文件结构如下所示:::={}

2、>::=::={}::={}::=//x,y,z,rotation队形读取过程与存储过程相反,根据读取队形文件得到的坐标数据得到队形的点阵集合的位置数据,根据各点阵集合的位置数据在三维虚拟场景中摆放演员人物模型。由于没有分配队形的材质属性,此时的模型还不具备材质信息。2队形变换大型广场文艺表演中

3、的队形变换是大规模人群行为仿真中的一种,与一般的人群行为仿真不同,队形变换具有预先可控、沿路线运动的特点,要求各虚拟演员按照事先规定的路线沿路线有序行进,不涉及复杂的虚拟人情感判断等仿真[4]。队形变换主要涉及虚拟演员的位置变化,位置变化规定虚拟演员的移动方式,包括按照规定路线行进、跟随等。在队形变换的过程中,需要对虚拟演员规定一些必要的约束,如避免碰撞、规定时间内到达等[5]。本系统中虚拟演员的动作皆由动作捕捉系统完成。三维虚拟演示模块中的队形变换分为两步:1)计算两个相邻队形中各对应点的位置差异,根据差异计算

4、出各点的变化路线;2)控制虚拟演员按照规定路线行进至新位置,虚拟演员在按照规定路线行进过程中进行碰撞检测,防止发生几何体穿透现象。3大规模人群渲染绘制由大规模人群组成的三维场景对CPU的处理能力有极高要求,海量几何面极大的影响系统运行效率。本系统在三维虚拟队形演示模块中采用层次细节绘制、基于图像绘制、预渲染光影以及几何体实例化等方法达到实时渲染高效绘制效果。GPU绘制几何面的速度直接影响系统运行效率,采用层次细节绘制、基于图像绘制和预渲染光影这些手段能提高虚拟环境的绘制速度,但仍无法满足正常演示三维队形演示的绘制

5、需求。三维队形演示的主体是虚拟演员,其几何结构复杂、数量庞大,如果采用传统绘制方法进行绘制,多次的零散提交绘制内容会造成绘制效率低下。为了解决这一矛盾,采用几何体实例化方法一次提交一组对象进行绘制,这里的几何体是指场景中的虚拟演员。几何体实例化,是通过对具有相同顶点数据的几何体,赋予不同的空间位置、颜色或纹理等特征,从而创造出不同实例对象的技术。它的好处在于,只需传递一次单个模型的顶点数据(或者说调用一个批次的绘制指令),再传递不同对象的特征数据,就能实现多个对象的绘制。同组虚拟演员的三维模型具有相同的几何结构,

6、绘制时只要绘制一个虚拟演员就能得到其它与之相关的关联对象,大大提高了绘制效率。虚拟演员的实例结构如下所示:Instance{unsignedshort*Chracter_ID//虚拟演员编号unsignedshort*Instance_ID//实例体编号Vectorposition//虚拟演员位置Vectorrotation//虚拟演员朝向floatlod//虚拟演员的层次细节级别boolculled//虚拟演员的裁剪状态}(深度创艺:www.sundo3d.com)

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