CN103502974A - 利用网格文件来动画化客户机应用中的过渡 - Google Patents

Abstract

客户机应用请求动画化文档对象间的过渡。检索与该过渡请求相匹配的多维建模数据（例如，作为网格文件）。向网格文件应用光照、阴影和相机效果。解析网格文件来生成过渡文件。将所述过渡文件提交到所述客户机应用来进行渲染。所述客户机应用播放所述过渡文件并把文档对象纹理覆盖在过渡对象多边形上。

Description

利用网格文件来动画化客户机应用中的过渡

背景

动画通常指比人眼刷新率更快的快速图像流，给出流动式运动的假象。动画技术有几个世纪的历史了。最普遍的动画技术之一是电影摄影术（cinematography）。在电影摄影术中，胶片帧以很快的速度被光源穿过并被反射到屏幕上。电影摄影术的进步已经使得胶片能由两个相机拍摄，以便记录深度。在3D电影中，过滤眼镜（eyewear）可通过允许每只眼睛只看到来自这两个相机之一的交替的帧来创建深度的假象。

计算中的动画是使用各种技术实现的。二维和三维技术被用来为最终用户提供各种视觉显示选项。一种方案把三维对象划分为小的组件（component），并且计算这些组件相对于环境的坐标以在渲染时重现。这种划分的一个好处是在进行中（on the fly）向环境中的对象应用效果的能力。另一个好处是改变对象的各方面（诸如颜色）的能力。还可把对象在环境中移动而不需要重新拍摄整个动画序列。对动画化环境中的对象的这种基于计算的划分在演示解决方案中很少使用。

概述

提供本概述是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在专门标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

实施例涉及使用线框模型（诸如网格文件）来动画化（animate）文档对象过渡。过渡引擎可把动画存储为网格文件。在接收到对过渡文件的请求后，过渡引擎可解析与该请求相对应的网格文件以便创建过渡文件。该过渡文件可被发送到请求客户机应用来进行渲染。

通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。可以理解，前述一般描述和以下的详细描述都是说明性的，并且不限制所要求保护的各方面。

附图简述

图1是图解使用网格文件来动画化客户机应用中的过渡的系统的示例组件的图；

图2图解利用网格文件动画化过渡的示例动作图；

图3A和3B图解根据一些实施例的文档对象的示例网格表示；

图4显示利用网格文件的示例过渡；

图5是其中可实现根据各实施例的系统的联网环境；

图6是其中可实现各实施例的示例计算操作环境的框图；以及

图7示出了根据各实施例的利用网格文件来动画化文档对象的过渡的过程的逻辑流程图。

详细描述

如同上面简述的，可利用网格文件来动画化客户机应用中的文档对象的过渡。过渡引擎可把动画存储为网格文件序列。在接收到对过渡文件的请求后，过渡引擎可解析与该请求相对应的网格文件以便创建过渡文件。可将过渡文件发送到请求客户机应用以进行渲染以便动画化该文档对象的过渡。在下面的详细描述中，将参考构成本发明的一部分的附图，在附图中，通过例图，示出了特定实施例或示例。可组合这些方面，可利用其他方面，并且可以做出结构上的改变而不背离本发明的精神或范围。因此，以下详细描述并不旨在限制，并且本发明的范围由所附权利要求及其等效方案来限定。

尽管在结合在计算设备上的操作系统上运行的应用程序执行的程序模块的一般上下文中描述了各实施例，但是本领域的技术人员会认识到各方面也可以结合其它程序模块实现。

一般而言，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、组件、数据结构和其它类型的结构。此外，本领域的技术人员可以明白，各实施例可以用其他计算机系统配置来实施，包括手持式设备、多处理器系统、基于微处理器或可编程消费电子产品、小型计算机、大型计算机以及类似计算设备。各实施例还能在任务由通过通信网络链接的远程处理设备来执行的分布式计算环境中实现。在分布式计算环境中，程序模块可位于本地和远程存储器存储设备两者中。

各实施例可被实现为计算机实现的过程（方法）、计算系统、或者诸如计算机程序产品或计算机可读介质等制品。计算机程序产品可以是计算机系统可读并且编码包括用于使计算机或计算系统执行示例过程的指令的计算机程序的计算机存储介质。计算机可读存储介质是非瞬态的计算机可读存储器设备。计算机可读存储介质可例如通过易失性计算机存储器、非易失性存储器、硬盘驱动器、闪存驱动器、软盘或紧致盘以及类似物理存储介质中的一个或多个来实现。

贯穿本说明书，术语“平台”可以是用于利用网格文件来动画化客户机应用中的过渡的软件和硬件组件的组合。平台的示例包括但不限于，在多个服务器上执行的托管服务、在单个服务器上执行的应用程序以及类似系统。术语“服务器”一般指通常在联网环境中执行一个或多个软件程序的计算设备。然而，服务器还可以被实现为在被视作网络上的服务器的一个或多个计算设备上执行的虚拟服务器（软件程序）。在下面将提供关于这些技术和示例操作的详细细节。

为了对在计算机图形学中使用的三维或物理对象建模，可以使用线框模型来进行视觉呈现。这一模型可以通过指定该对象的每条边来创建，在这些边处数学上连续光滑的表面相遇，这一模型还可以通过使用直线或曲线连接对象的构成顶点来创建。随后可通过在每条边的位置处划线来将该对象投影到计算机屏幕上。

用于线框建模的格式之一是网格模型。在网格模型中，顶点是一位置，其伴随有诸如颜色、法线向量和纹理坐标等其他信息。边是两个顶点之间的连接。面（face）是边的闭集，其中三角面具有三条边，而四角面具有四条边。多边形是面的集合。在用在多侧的面覆盖对象的系统中，多边形和面是等同的。然而，多边形还可以被表示成多个面。多边形网格可以被认为是非结构化的网格，或无向图，并具有附加的几何、形状和拓扑属性。

用多边形网格创建的对象可存储不同类型的元素。这些元素可包括顶点、边、面、多边形和表面。网格还可定义其他有用数据。例如，群可被定义为具有网格的独立元素，以用于确定用于骨架动画的独立子对象或用于非骨架动画的独立行动者。使用线框模型允许对三维模型的底层设计结构进行可视化。从而，可通过对对象的适当旋转以及经由切割面对隐藏线移除的选择来创建传统的二维视图和绘图。尽管在说明书和权利要求书全文中均参考了“网格文件”，然而各实施例不限于特定的网格格式。应用本文所讨论的原理，可以使用任何多维建模格式。

图1是图解使用网格文件来动画化客户机应用中的过渡的系统的示例组件的图。在图100中，服务器110可主存（host）一服务，该服务提供在线应用，诸如能够对文档对象进行动画化过渡的演示应用。示例文档对象过渡可以是演示应用中的幻灯片切换。该服务可解释用于创建所述概念的动画化网格数据并将其转换为通用过渡，任何图像（或幻灯片）均可被附到所述通用过渡。这允许设计者准确指定过渡过程中对象在场景中的移动，同时减少产生新过渡时可能需要的时间量和复杂度。网络120可以是局域网，或可以是诸如基于因特网的基础架构等外部实体。它可提供有线或无线连通性。客户机130、132、134和该服务可通过不安全或安全的连通性彼此连接。安全连通性的示例可以是通过采用加密通信在客户机与事件协调服务之间建立的虚拟专用网络（VPN）。

服务器110可构造与来自客户机应用的请求相对应的过渡文件。过渡文件可包含经解析的网格文件。网格化文件是上面讨论的动画的代表性构造。网格文件包含动画的经划分的组件。网格文件可把组件划分为多边形。多边形可以是各种形状，包括但不限于三角形和矩形（或方形）多边形。可增加组分的多边形计数来提升分辨率。替代地，可减小组件的多边形计数来限制分辨率并节省存储器、存储和处理能力。

在替代实施例中，服务器110可使用网格文件提供服务，该网格文件包含顶点以划分动画的组件。顶点是多边形的边缘点。对于二维多边形，顶点可以由x和y坐标来表示。替代地，对于三维多边形，顶点可以由x、y和z坐标来表示。网格文件可包含被使用顶点划分成多边形的动画组件。服务器110上的服务可搜索匹配的网格文件来描述客户机应用请求中的动画。在找到匹配的网格文件后，该服务可解析该网格文件来生成要由客户机应用渲染的过渡文件来创建动画化对象过渡。替代地，该服务可以不在独立的服务器中执行。该服务可以在与运行客户机应用的同一设备中执行。此外，各实施例不限于客户机/服务器以及对等体系体系结构。利用网格文件来动画化客户机应用中的过渡也可以使用其他体系结构来实现。

图2图解利用网格文件动画化过渡的示例动作图。根据一实施例的一种系统可提供包含表示动画的网格数据的过渡文件，以使客户机应用能动画化其过渡。在图200中，过渡引擎210可从客户机应用230中接收对过渡文件212的请求。对过渡文件的请求可以是简单的通信，该通信包含对文档对象以及用于动画化文档对象的运动的描述。一种示例场景可以是动画化包含三角形状的幻灯片（其显示在演示应用中）的过渡的请求。该客户机应用可提交包含对幻灯片以及到达下一幻灯片的运动的描述的请求。

在后续动作214中，过渡引擎210可检索匹配请求参数的网格文件。过渡引擎可在搜索本地存储的网格文件来定位匹配请求参数的动画。替代地，过渡引擎可搜索包含动画的外部网格文件存储方案。搜索结果的复杂度取决于请求参数。如果对过渡的请求包含多个文档对象组件（即，幻灯片中的图），则过渡引擎可检索针对每个组件的网格文件。替代地，网格文件可仅描述文档对象（即，幻灯片）。在这种场景中，网格文件搜索可返回两个网格文件。一个示例可以是用于起始幻灯片的一个网格文件以及用于末尾幻灯片的一个网格文件。

在检索到匹配该请求的网格文件后，过渡引擎可解析网格文件216。解析网格文件可涉及分析匹配的网格文件并用该请求内的任何运动描述来组合网格文件。在一示例场景中，过渡引擎可组合匹配幻灯片中的每个组件的网格文件以及运动描述来创建过渡文件218。替代地，过渡可以是表示起始和末尾幻灯片的两个网格文件以及运动的简单组合。一示例可以是以下运动：用末尾幻灯片网格文件中的多边形来取代起始幻灯片网格文件中的多边形。

在另一实施例中，可将网格文件与运动组件相关联。过渡引擎可通过检索与所请求的过渡中的所描述的运动相匹配的网格文件序列来利用网格文件的运动组件。接下来，过渡引擎可将过渡文件220发送到客户机应用。客户机应用可通过把来自文档对象（即，幻灯片）中的纹理覆盖在过渡文件中的网格数据的多边形上并且播放该过渡来渲染过渡文件222。

该文档可以是演示文档、文字处理文档、图表文件等等。该文档对象可以是幻灯片、图像、图等。该客户机应用可以是显示该文档的演示、文字处理、以及图表应用。替代地，该客户机应用可以是显示对基于文档的对象的改变的浏览器或通信用户界面（UI）应用。

所描述的基于网格文件的过渡动画是为了解说之目的。可以使用其他的基于多维建模动画来把一文档对象过渡到另一文档对象。而且，解析网格文件来产生过渡文件（例如，把表示起始和末尾文档对象的网格文件组合起来）可以由在计算设备自身上而不是在通信地耦合的服务上执行的应用来执行。例如，该设备的操作系统的专用应用或模块可如上所述地解析并创建过渡文件并提供该过渡文件来动画化对文档对象的改变。

图3A和3B图解根据一些实施例的文档对象的示例网格表示。图300示出要被过渡的文档对象的网格文件表示。文档对象310可以是被显示在演示应用中的幻灯片。该文档对象可被表示成能被过渡引擎访问的网格文件。该网格文件可被划分成具有矩形形状312的多边形。替代地，该网格文件可被划分成具有诸如三角形等其他形状的多边形。该网格文件还可包含五边形组件314的表示。该网格文件可用不同形状的多边形来划分该五边形组件来将其与文档对象310区分开。

在图3B中，每个网格文件可对应于该文档对象的组件。在一示例场景中，该五边形组件314可由其自己的网格文件来表示。该网格文件可由钻石形多边形316来划分。该多边形不限于钻石形，而可以是允许对组件进行基于计算的描述的任何形状。此外，该网格文件可包括具有方向组件的光照效果318。方向组件和光的强度可允许计算该五边形组件的阴影效果320。阴影效果可被存储在网格文件中。替代地，该阴影效果可由客户机应用在显示该五边形组件期间“在进行中（on the fly）”计算。

以上所讨论的场景是作为各示例实施例来提供的。也可使用其他场景利用网格化文件来使用本文所讨论的原理来动画化客户机应用中的过渡。

图4显示利用网格文件的示例过渡。图400示出从起始文档402到末尾文档408的过渡的各示例阶段。一种示例文档对象可以是上面所讨论的演示应用中所显示的幻灯片。过渡引擎可分析来自客户机的对过渡文件的请求并检索与起始和末尾文档对象相匹配的两个网格文件。过渡引擎可基于请求属性来内插起始帧、多个中间帧404、406、以及末尾帧。中间帧可简单地把起始帧的组件移动远离视图，同时把末尾帧的组件带进视图。过渡引擎可把所生成的帧存储成网格文件并解析网格文件来创建过渡文件。过渡文件还可包含持续时间元素，以便减慢或加速帧的播放。

在一实施例中，该客户机应用可通过向网格文件应用纹理来渲染过渡文件。该客户机应用可把来自起始文档对象（即，起始图像）的纹理应用到过渡文件的网格数据中描述的第一帧。该客户机应用还可把来自末尾文档对象（即，末尾图像）的纹理应用到过渡文件的网格数据中描述的末尾帧。

在另一实施例中，过渡文件可描述沿x、y和/或z轴的有向运动。在又一实施例中，过渡引擎可向网格文件应用相机镜头效果。相机镜头效果可把这些网格文件的子集放入焦点（即，一幻灯片的一组件），同时将非子集的网格文件放在焦点外（即，该幻灯片的剩余部分）。

在其他实施例中，该客户机应用可通过把文档对象图像（即，幻灯片图像）的像素覆盖到网格数据的多边形上来把纹理应用到该网格数据。每个多边形可获得该文档对象图像的对应的匹配大小的部分。此外，可以改变多边形（即，三角形多边形）的数量来调整过渡的复杂度。过渡复杂度可以用复杂度值来表示。而且，网格文件可包含用于该文档对象中的二维和三维组件的顶点和多边形。

上面讨论的利用网格文件来动画化客户机应用中的过渡的系统和实施方式是出于说明目的，并且不构成对各实施例的限制。使用网格文件来动画化过渡可以通过应用层和应用用户界面来实现。创建过渡文件可以通过各种操作来实现，这些操作包括检索与所请求的参数相匹配的网格文件。可以使用本文所讨论原理，采用其他模块、过程和配置来实现使用网格文件来动画化过渡。

图5是其中可以实现各实施例的示例联网环境。允许计算设备中的动画可经由在一个或多个服务器514或诸如托管服务等单个服务器（例如web服务器）516上执行的软件来启动。平台可以通过网络510来与诸如智能电话513、膝上型计算机512、或平板计算机511（‘客户机设备’）等各个计算设备上的客户机应用进行通信。

如同上面讨论的，一服务可利用网格文件来动画化文档对象的过渡。过渡可通过播放客户机设备511-513上的过渡文件来渲染。可向网格文件应用光照、阴影和相机效果。

如之前所讨论的，客户机设备511-513可允许访问在远程服务器（例如，服务器514中的一个）上执行的应用。服务器可直接地或通过数据库服务器518来从数据存储519中取回或向数据存储519存储相关的数据。

网络510可包括服务器、客户机、因特网服务供应商以及通信介质的任何拓扑结构。根据各实施例的系统可以具有静态或动态拓扑结构。网络510可包括诸如企业网络等安全网络、诸如无线开放网络等非安全网络、或因特网。网络510还通过诸如公共交换电话网络（PSTN）或蜂窝网络等其他网络来协调通信。此外，网络510可包括诸如蓝牙或类似网络等短程无线网络。网络510提供此处描述的节点之间的通信。作为示例而非限制，网络510可以包括例如声学、RF、红外线和其它无线介质等无线介质。

可以采用计算设备、应用、数据源和数据分发系统的许多其它配置来使用网格文件动画化过渡。此外，图5中所讨论的联网环境仅用于说明目的。各实施例不仅限于示例应用、模块或过程。

图6及相关联讨论旨在提供对其中可实现各实施例的合适计算环境的简要概括描述。参考图6，该图示出了诸如计算设备600之类的根据各实施例的应用的示例计算操作环境的框图。在基本配置中，计算设备600可包括至少一个处理单元602和系统存储器604。计算设备600还可以包括在执行程序时相互协作的多个处理单元。取决于计算设备的确切配置和类型，系统存储器604可以是易失性的（诸如RAM）、非易失性的（诸如ROM、闪存等）或是两者的某种组合。系统存储器604通常包括适于控制平台的操作的操作系统605，例如来自华盛顿州雷蒙德市的微软公司的WINDOWS

操作系统。系统存储器604还可包括一个或多个软件应用，诸如程序模块606、过渡引擎622和网格文件检索器模块624。

过渡引擎622可以是利用网格文件来动画化客户机应用中的过渡的服务的一部分。网格文件检索器模块624可搜索并检索与请求参数相匹配的网格文件。可解析匹配的网格文件来创建要由客户机应用渲染的过渡文件。该基本配置在图6中由虚线608内的那些组件示出。

计算设备600可以具有附加特征或功能。例如，计算设备600还可包括附加数据存储设备（可移动和/或不可移动），诸如，例如磁盘、光盘或磁带。在图6中通过可移动存储609和不可移动存储610示出这样的附加存储。计算机可读存储介质可以包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机可读存储介质是非瞬态的计算机可读存储器设备。系统存储器604、可移动存储609和不可移动存储610都是计算机可读存储介质的示例。计算机可读存储介质包括但不限于，RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术，CD-ROM、数字多功能盘（DVD）或其它光学存储，磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备，或能用于存储所需信息且能够由计算设备600访问的任何其它介质。任何这样的计算机可读存储介质都可以是计算设备600的一部分。计算设备600也可具有输入设备612，诸如键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备和类似输入设备。还可以包括输出设备614，诸如显示器、扬声器、打印机和其它类型的输出设备。这些设备在本领域中公知且无需在此处详细讨论。

计算设备600还可以包含允许该设备与其他设备618通信的通信连接616，诸如通过分布式计算环境中的无线网络、卫星链路、蜂窝链路和类似机制。其他设备618可包括执行通信应用的计算机设备、存储服务器和类似设备。一个或多个通信连接616是通信介质的一个示例。通信介质可以包括计算机可读指令、数据结构、程序模块、或者诸如载波或其它传输机制等的已调制数据信号中的其它数据，并且包括任何信息传递介质。术语“已调制数据信号”指其一个或多个特征以这样的方式设置或改变以便在信号中对信息进行编码的信号。作为示例而非限制，通信介质包括诸如有线网络或直接线连接之类的有线介质，以及诸如声学、RF、红外及其他无线介质之类的无线介质。

各示例实施例还包括各种方法。这些方法可以用任何数量的方式，包括本文中所描述的结构来实现。一种此类方式是通过本文中描述的类型的设备的机器操作。

另一可任选方式是结合一个或多个人类操作者执行该方法的各个操作中的某一些来执行该方法的各个操作中的一个或多个操作。这些人类操作者无需彼此同在一处，而是其每一个可以仅与执行程序的一部分的机器同在一处。

图7示出了根据各实施例的利用网格文件来动画化文档对象的过渡的过程的逻辑流程图。过程700可以通过任何计算设备上的演示、文字处理或类似应用来实现。

过程700可开始于在操作710接收设计者所创建的动画，然后在操作720把所述动画存储为网格文件。在操作730，过渡引擎可接收对过渡文件的请求来动画化文档对象（即，幻灯片）。在操作740，可解析匹配的网格文件来创建如上面所讨论的过渡文件。随后，在操作750，可向客户机应用发送过渡文件以进行渲染（例如，播放该过渡文件、在多边形上覆盖纹理等）。

某些实施例可在包括通信模块、存储器和处理器的计算设备中实现，其中处理器结合存储在存储器中的指令执行如上所述的方法或类似方法。其它实施例可被实现为其上存储有用于执行如上所述的方法或类似方法的指令的计算机可读存储介质。

过程700中包括的操作只是为了说明。根据各实施例的利用网格文件来动画化客户机应用上的过渡可以使用此处所述的各原理通过具有更少或更多步骤的相似过程、以及不同的操作次序来实现。

以上说明书、示例和数据提供了对各实施例的组成的制造和使用的全面描述。尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题，但可以理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于上述具体特征或动作。相反，上述具体特征和动作是作为实现权利要求和各实施方式的示例形式而公开的。

Claims (10)

1.一种至少部分地由计算设备执行的用于利用多维建模数据来动画化过渡的方法，所述方法包括：

接收动画数据；

按多维建模格式存储所述动画数据；

接收对用于动画化文档对象的过渡文件的请求；

解析所述多维建模格式的所述动画数据以创建用于所述文档对象的所述过渡文件；以及

把所述过渡文件发送到客户机应用来进行渲染。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多维建模格式的所述动画数据被存储为一个或多个网格文件。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述客户机应用通过向所述动画数据应用纹理来渲染所述过渡文件。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述纹理来自所述过渡文件的第一帧处的起始图像以及所述过渡文件的末尾帧处的末尾图像。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

利用一个或多个中间帧内插来自所述多维建模格式的所述动画数据的起始帧和末尾帧。

6.一种能够利用多维建模数据来动画化文档演示过渡的计算设备，所述计算设备包括：存储器；

耦合至所述存储器的处理器，所述处理器结合所述存储器中存储的指令来执行一应用，其中所述应用被配置成：

接收动画数据；

按多维建模格式存储所述动画数据；

接收对用于动画化文档对象的过渡文件的请求；

分析所述请求来确定所述文档对象中要动画化的组件；

搜索并检索与要动画化的组件相匹配的多维建模格式的所述动画数据的一个或多个文件；

解析所检索的文件以便基于所述动画数据创建所述过渡文件；以及

向客户机应用发送所述过渡文件以便通过向所述动画数据应用纹理来进行渲染。

7.如权利要求6所述的计算设备，其特征在于，所述客户机应用是来自以下集合中的一个：演示应用、文字处理应用、浏览器应用、图表应用、以及具有图形用户界面的通信应用。

8.如权利要求6所述的计算设备，其特征在于，还被配置成：

向所述动画数据应用具有方向组件的光照效果；以及

基于所述光照效果的所述方向组件产生阴影效果。

9.如权利要求6所述的计算设备，其特征在于，所述过渡文件包含从所述动画数据内插的起始帧、多个中间帧以及末尾帧，以及在所述请求中指定的持续时间值。

10.一种其上存储有用于利用多维建模数据来动画化过渡的指令的计算机可读存储器设备，所述指令包括：

接收动画数据；

把所述动画数据存储为一个或多个网格文件；

接收对用于动画化文档对象的过渡文件的请求；

检索与所述文档对象中要被动画化的组件相关联的一个或多个网格文件；

向所检索的网格文件应用具有方向组件的光照效果；以及

基于所述光照效果的所述方向组件产生阴影效果；

解析所检索的网格文件以便基于所述动画数据创建所述过渡文件；以及

向客户机应用发送所述过渡文件以便通过向所述动画数据应用纹理来进行渲染。

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