一種保結構的二維形狀內插方法與流程

本發明涉及二維動畫技術領域，特別是涉及一種能夠保持形狀特征語義的保結構的二維形狀內插方法。

背景技術：
隨著數字媒體技術的發展，產生了諸多的數字娛樂應用，如電影、網絡、游戲等。二維動畫是這些應用中的一個重要內容。因此，為了進一步推動并普及這些應用，需要設計并提供相應的工具，以讓用戶能夠直觀快速地制作想要的二維動畫。二維形狀內插是計算機動畫領域中的一項重要技術。給定對象的任意二個相鄰關鍵姿勢的形狀(稱為源形狀和目標形狀)，該技術通過自動生成源形狀到目標形狀的過渡序列，從而得到關鍵姿勢之間的中間姿勢，進而制作出相應的動畫序列。在二維形狀內插技術中，一種直接的方法是通過線性或者非線性地插值源和目標形狀之間對應頂點的位置，來生成形狀之間的過渡序列。但是，由于該方法沒有考慮形狀上的幾何屬性，當源和目標形狀之間存在較大的旋轉運動變化時，由該方法生成的形狀過渡序列常會發生較大的全局或者局部扭曲。為了解決該問題，研究人員提出了邊角插值方法，該方法通過插值源和目標形狀上對應頂點的角度和對應邊的長度，來最小化形狀的扭曲，從而生成視覺真實的形狀過渡。但是，上述方法難以在二維卡通動畫的插值過程中保持形狀的特征語義。中國專利授權公開號：CN101441772，授權公開日2009年5月27日，公開了一種三維輔助的二維圖形繪制方法，步驟包括：步驟一、讀入三維模型，獲取三維模型的頂點的法向量、頂點的主曲率、頂點的高斯曲率和頂點的主曲率方向；步驟二、將所述三維模型安放在三維空間中，允許對所述三維模型的位置進行平移和旋轉，用戶可以方便的確定所述三維模型之間的空間位置關系及視角，并將所述三維模型投影在二維動畫場景中；步驟三、繪制所述三維模型的邊緣輪廓線；步驟四、獲取與視點相關的特征線；步驟五、對步驟四所述與視點相關的特征線進行繪制。該發明的不足之處是，難以在二維卡通動畫的插值過程中保持形狀的特征語義。

技術實現要素：
本發明的發明目的是為了克服現有的二維形狀內插技術難以在插值過程中保持形狀特征語義的不足，提供了一種能夠保持形狀特征語義的保結構二維形狀內插方法。為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種保結構的二維形狀內插方法，包括兩個存儲于計算機中的分別由線條組合構成的源形狀和目標形狀，源形狀和目標形狀均為二維形狀；在源形狀和目標形狀之間插值生成過渡形狀包括如下步驟：(1-1)構造源空間框架和與源空間框架相對應的目標空間框架：在計算機中設定為源形狀和目標形狀中對應線條的集合，為源形狀中的線條，為目標形狀中與對應的線條，i為源形狀和目標形狀中線條的序號；(1-1-1)對任意一對對應線條計算機分別抽取和上的對應視覺顯著性點，這些視覺顯著性點分別將和分割成若干對對應的子線條；順序連接和上的視覺顯著性點，得到兩個線條框架，它們的頂點和邊一一對應，并且每對對應邊與和上的一對對應子線條相關聯；(1-1-2)計算機將源形狀的線條框架組合在一起，得到源空間框架；將目標形狀的線條框架組合在一起，得到目標空間框架；在計算機中設定為源形狀和目標形狀中對應線條框架的集合，并設定一個線條框架的距離閾值為W；當任意兩組對應的線條框架和之間的距離小于閾值W，則分別在和之間以及和之間放入一對對應的連接線段；(1-2)設定源和目標形狀分別對應插值時刻在0和1時的形狀，則在0到1之間的任意插值時刻t，如下生成源和目標形狀之間的過渡形狀：(1-2-1)計算機利用邊角插值方法，獲得源和目標形狀中每一對對應子線條之間在插值時刻t的過渡子線條；(1-2-2)構造位于源空間框架和目標空間框架之間的過渡空間框架：設定為源空間框架和目標空間框架中對應邊的集合，其中，為源空間框架中的邊，為目標空間框架中的邊，{i，j}為邊中頂點的序號；...