基于Unity3D的骨骼动画渲染方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112489183A(43)申请公布日2021.03.12(21)申请号202011357225.4(22)申请日2020.11.26(71)申请人北京邮电大学地址100876北京市海淀区西土城路10号北京邮电大学(72)发明人桑新柱郑健平邢树军(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人郭亮(51)Int.Cl.G06T15/50(2011.01)G06T13/20(2011.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称基于Unity3D的骨骼动画渲染方法及系统(57)摘要本发明提供一种基于Unity3D的骨骼动画渲染方法及系统，该方法包括：对目标模型实例每一帧的骨骼动画数据进行纹理转换处理，得到骨骼动画数据纹理图；基于Unity3D，将所述骨骼动画数据纹理图输入到着色器程序中，并根据所述骨骼动画数据纹理图的骨骼顶点索引和所述骨骼顶点索引对应的骨骼权重，计算所述目标模型实例中每个顶点的顶点坐标向量，以根据所述顶点坐标向量对所述目标模型实例每一帧的骨骼动画进行渲染。本发明只需一个着色器程序进行一次渲染管线，即可输出大量实例化的模型动画，大幅度降低了帧渲染时间。CN112489183ACN112489183A权利要求书1/2页1.一种基于Unity3D的骨骼动画渲染方法，其特征在于，包括：对目标模型实例每一帧的骨骼动画数据进行纹理转换处理，得到骨骼动画数据纹理图；基于Unity3D，将所述骨骼动画数据纹理图输入到着色器程序中，并根据所述骨骼动画数据纹理图的骨骼顶点索引和所述骨骼顶点索引对应的骨骼权重，计算所述目标模型实例中每个顶点的顶点坐标向量，以根据所述顶点坐标向量对所述目标模型实例每一帧的骨骼动画进行渲染。2.根据权利要求1所述的基于Unity3D的骨骼动画渲染方法，其特征在于，所述对目标模型实例每一帧的骨骼动画数据进行纹理转换处理，得到骨骼动画数据纹理图，包括：对所述目标模型实例每一帧的骨骼动画数据进行采样，获取每一帧的顶点数据和预设渲染动画片段，并根据所述顶点数据和所述预设渲染动画片段，通过Editor插件对骨骼动画进行解析，得到对应的骨骼姿势变换矩阵；对所述骨骼姿势变换矩阵进行数据拆分和压缩处理，得到RGBA颜色值，并根据骨骼顶点索引和帧数顺序，通过所述RGBA颜色值生成骨骼动画数据纹理图。3.根据权利要求1所述的基于Unity3D的骨骼动画渲染方法，其特征在于，在所述基于Unity3D，将所述骨骼动画数据纹理图输入到着色器程序中之前，所述方法还包括：根据所述目标模型实例每一帧的骨骼动画数据，获取骨骼顶点索引和所述骨骼顶点索引对应的骨骼顶点权重；将所述骨骼顶点索引和所述骨骼顶点权重存储到目标模型每个顶点的UV通道中。4.根据权利要求3所述的基于Unity3D的骨骼动画渲染方法，其特征在于，在所述基于Unity3D，将所述骨骼动画数据纹理图输入到着色器程序中之前，所述方法还包括：获取所述目标模型实例的当前帧动画索引和当前帧动画帧数；将所述当前帧动画索引作为上一帧动画索引，将所述当前帧动画帧数作为上一帧动画帧数，根据当前帧时刻，计算当前帧动画实际索引和当前帧动画实际帧数；根据所述上一帧动画索引，所述上一帧动画帧数、所述当前帧动画实际索引、所述当前帧动画实际帧数和帧插值系数，生成对应的生成材质属性块，并将所述生成材质属性块发送到Unity3D的着色器程序中，其中，所述帧插值系数是通过当前帧时刻获取得到。5.根据权利要求4所述的基于Unity3D的骨骼动画渲染方法，其特征在于，所述基于Unity3D，将所述骨骼动画数据纹理图输入到着色器程序中，并根据所述骨骼动画数据纹理图的骨骼顶点索引和所述骨骼顶点索引对应的骨骼权重，计算所述目标模型实例中每个顶点的顶点坐标向量，包括：根据所述材质属性块、所述骨骼动画数据纹理图和所述骨骼顶点索引，确定每个骨骼顶点上一帧的骨骼顶点变换矩阵和当前帧的骨骼顶点变换矩阵；根据所述帧插值系数，对每个骨骼顶点上一帧的骨骼顶点变换矩阵和当前帧的骨骼顶点变换矩阵进行线性插值运算，得到对应的骨骼顶点目标变换矩阵；通过存储有所述骨骼顶点索引和所述骨骼顶点权重的UV通道，根据所述骨骼顶点目标变换矩阵和所述骨骼顶点权重，计算所述目标模型实例中每个顶点当前帧的顶点坐标向量；根据每个顶点当前帧的顶点坐标向量，对所述目标模型实例的骨骼动画进行渲染。2CN112489183A权利要求书2/2页6.根据权利要求1所述的基于Unity3D的骨骼动画渲染方法，其特征在于，所述方法还包括：根据目标模型实例的位置向量、旋转向量和缩放向量，获取对应的TRS矩阵，以根据所述TRS矩阵，将所述目标模型实例从模型空间转换到裁剪空间。7.