[发明专利]图形场景动画信号,相应的方法和装置

说明书

本发明涉及图形场景恢复领域，例如在多媒体终端里的图形场景恢复。更准确地说，本发明涉及动画场景，或者这种场景元素的传输。

图形场景指的是在时间和空间上组织起来的一组图形对象、图片和/或视频信号。这些图形场景可以是二维的，也可以是三维的，还可以包括各种图形参数。

本发明特别适用于需要紧凑、有效地表述图形场景动画的所有情形。也就是以下情形：

-在游戏中，或者其它的多用户网络应用里，例如协作工作，其中需要例如交换对象的新的位置信息；

-利用二维或者三维图形对象的多媒体咨询业务。

图形场景的描述格式不是什么新鲜概念。例如，标准ISO/IEC DIS14772-1描述了VRML 2.0格式。标准的MPEG(运动图像专家组)-4组也定义了一种场景描述格式，叫做BIFS(场景的二进制格式)，其基础是VRML 2.0.“MPEG-4系统验证模型”(ISO/IEC JTC1，SC29/WG11-N1693，MPEG 97，1997年4月)特别介绍了BIFS格式。

这一场景描述格式的目的是描述一个场景中各种图形对象的时空关系。它通过定义一定数量的节点或对象，用来表示需要表示的所有图形图元，从而达到这一目的。每一个这样的节点都有一个预定的字段，用来表示它的特征。换句话说，BIFS格式使得用参数描述形式，或者脚本，来传送场景结构成为可能。

已经做出一些努力将某种场景做成动画。例如，MPEG-4标准化的SNHC组定义了一种面部动画格式(“MPEG-4 SNHC验证模型”，ISO/TEC1/SC29/WG11 N 1693，MPEG 97，1997年4月)。但这一格式只能用于给定应用，即可视电话，而不能用于其它情况。

VRML语言还定义了传输图形场景动画的两种方法：

-基于线性插值的第一种方法，通过描述场景参数的部分线性变化而工作。这种机制采用“ROUTE”指令和“Interpolator”类型的节点。“ROUTES”是用来定义字段之间的连接的事件机制，定义了这种链接以后，当第一个字段的值发生改变时，通过“ROUTE”与之相联系的第二个字段的值也跟着变成同样的值；

-采用脚本描述动画的第二种方法，也就是利用数学函数来计算场景镜头之间新字段值的功能。

这些方法至少有两个缺点。

首先，它们需要重新计算一个值，从而使获得动画所需要的运算次数大为增加；这要求终端的计算能力足够强。

其次，这些方法假定动画参数是已知的。当动画用于例如通信时情况显然不是这样。

本发明的目的就是要克服现有技术里的这些缺点。

更准确地说，本发明的一个目的是要提供一种动画数据传输结构和方法，并提供相关的装置，这种装置使动画的实现非常简单，而且对于所有类型的动画场景，特别是那些事先不知道它们将如何变化的动画场景，这种装置不需要很多的传输资源。

换句话说，本发明的目的是为图形场景动画提供一种技术，这种技术至少能满足以下准则：

-编辑和解释数据简单；

-占用很少的存储资源和/或传输资源；

-能够为所有类型的对象和图形场景制作动画；

-可以用任意方式为对象或节点制作动画，也就是不用预先限定的方式；

本发明的另一个目的是提供这种技术，它能在价格低廉的简单多媒体终端的控制下工作，也就是说不需要主要的计算装置或主要的数据储存装置。

本发明还有一个目的是提供这种技术，它能在网络中实现，而它需要的传输速率却很低。

本发明再一个目的是提供这种技术，它跟VRMLS和MPEG-4标准相兼容。

本发明的这些目的，以及下面将更加清楚的其它目的，是通过使用为图像构造装置设计的可以同时在一个以上的屏幕上显示的图形场景数据动画信号来达到的，要为之制作动画的这一图形场景已经事先载入所述图像构造装置，作为一组对象，其中至少有一部分有它们自己的标识符，所述信号包括：

-一个动画掩码(animation mask)，事先分配给所述动画，并为所述对象中的至少一个分配一个基本掩码，它包括：

-所述对象的识别符，它是在制作动画的所述图形场景中定义的；和

-所述对象至少一个动态特性字段的描述，用来描述可以修改的所述对象的特性；

-动画帧，按照所述掩码所规定的顺序，包括更新所述对象的所述动态特性字段以允许对它们进行修改的数据，

所述构造装置对所述动画掩码的数据解码，利用该掩码初始化动画，并按照所述动画帧更新所述场景。