[发明专利]虚拟角色的蒙皮方法及装置、电子设备

说明书

本发明公开了一种虚拟角色的蒙皮方法及装置、电子设备。其中，该方法包括：加载虚拟角色的三维模型以及与虚拟角色对应的骨骼数据，其中，三维模型对应有虚拟角色的多个顶点的网格数据，骨骼数据对应有多个关节点的数据；确定网格数据中每个顶点的顶点特征以及骨骼数据中每个顶点至各个关节点的距离特征；拟合顶点特征和距离特征，以得到虚拟角色各个顶点的绑定特征，其中，绑定特征用于确定每个关节点与顶点的绑定权值；利用绑定权值对虚拟角色执行蒙皮操作，将三维模型绑定到虚拟角色的骨骼上。

技术领域

本发明涉及游戏相关技术领域，具体而言，涉及一种虚拟角色的蒙皮方法及装置、电子设备。

背景技术

在相关技术，对于游戏开发而言，创作游戏角色是一个重要过程，在游戏角色创作中，3D模型动画扮演了十分重要的角色，其基本原理是让模型中各个顶点的位置随着时间推进产生变化，在3D模型动画中，涉及到一个分支路径就是骨骼蒙皮动画。正如其名，骨骼蒙皮动画包含骨骼和蒙皮两个部分。通常动画美术师在创作一个动画角色的过程中，首先是建模，即创建一个角色模型，然后为该模型加入骨骼并制作骨骼动画，最后将角色模型绑定到骨骼上，如此，当骨骼层次变化之后，可以根据绑定信息计算出新的模型网格顶点坐标，以此达到驱动网格变形的目的。

在蒙皮过程中比较耗费时间的步骤在于绑定过程，也就是对于模型中的网格顶点，确定每个顶点受到哪些关节点/骨骼影响，并指定骨骼的影响权值。传统的蒙皮算法，基于角色模型的网格顶点和骨骼中关节点之间的距离计算得到，这类算法在遇到复杂的角色模型时通常无法取得好的结果，因此需要大量的美术手工辅助。

例如，对于刚性蒙皮算法，主要基于表示模型的网格数据和表示骨骼的关节点之间的距离来计算，如基于热扩散的绑定算法、基于测地线距离的绑定算法等。第一种，基于热扩散的算法，其基本假设是骨骼关节会向其附近的网格传递热量，通过求解在其附近的网格表面上的热扩散方程就能计算出当前骨骼对这一片网格上不同顶点的影响权值。第二种，基于测地线距离的算法首先将网格表面转化为体素表示，然后对于每个关节，选顶与其在空间上有交叉的体素顶点集合，然后在计算当前关节通过其集内顶点传递到网格表面上其它顶点的测地线距离，进而基于此距离换算出对不同顶点的影响权值。

但是上述两种蒙皮方式，在为每个顶点选择唯一影响骨骼时，都转化为了一个寻找顶点到骨骼集合中距离最短的骨骼这一问题，传统的刚性蒙皮算法需要一个非常强的先验假设，也就是关节点一定会影响与其空间距离最近的网格顶点。然而，很多角色模型都不能满足该约束，尤其是当模型的骨骼结构变得十分复杂时，该类约束基本无法满足。例如，如果角色模型包含复杂的服饰、头饰时，为了获得更好的动画效果，美术工作人员通常会设置复杂的骨骼空间，如加入服饰或者头饰相关的关节，用于对应动画。这类添加辅助关节之后的骨骼结构，通常都不能满足传统刚性蒙皮算法的先验假设，故而，传统的刚性蒙皮算法也不能在此类问题上取得好的结果。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种虚拟角色的蒙皮方法及装置、电子设备，以至少解决相关技术中，在对虚拟对象进行蒙皮操作时，无法应对复杂的角色模型，导致需要大量的美术手工辅助，增加美术手工人员的工作量的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种虚拟角色的蒙皮方法，包括：加载虚拟角色的三维模型以及与所述虚拟角色对应的骨骼数据，其中，所述三维模型对应有所述虚拟角色的多个顶点的网格数据，所述骨骼数据对应有多个关节点的数据；确定所述网格数据中每个所述顶点的顶点特征以及所述骨骼数据中每个所述顶点至各个关节点的距离特征；拟合所述顶点特征和所述距离特征，以得到所述虚拟角色各个顶点的绑定特征，其中，所述绑定特征用于确定每个关节点与顶点的绑定权值；利用所述绑定权值对所述虚拟角色执行蒙皮操作，将所述三维模型绑定到所述虚拟角色的骨骼上。