CN1277392A - 三维动画制作系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于三维角色动画制作的系统和方法提供了动画角色的快速下载,这是因为可初始地下载动画角色的持久性数据以开始动画制作。然后可根据需要下载一个或多个动作文件,这样减少了角色的初始下载时间。本系统可把持久性数据存储在角色高速缓冲存储器中。为了减少动作文件的大小,持久性数据可包括用于角色上每一多边形的形态链接,该形态链接确定每一关节在角色上的移动对角色的每个多边形所形成的贡献。

Description

三维动画制作系统和方法
本发明涉及在计算机显示器上对计算机图象进行动画制作的系统和方法，尤其是，本发明涉及用于在低带宽的通信网络上产生对象的逼真三维动画的系统和方法。
要在计算机显示器上产生三维对象的动画有许多种不同的技术。原来，由于动画制作不是非常好，所以动画人像看上去非常象木头人或方块人。尤其是，用户会看见表示手臂的方块相对于表示前臂的方块的移动。问题在于，在方块上没有皮肤覆盖，从而使人像看上去不逼真也不生动。近来，已改进了动画制作的人像，从而可以皮肤覆盖人像的骨骼，以提供动画制作的较逼真的人像。
诸如那些用来产生电影的三维动画等某些技术和系统是非常高级和昂贵的。此外，虽然消费者可在电影屏幕上观看这些高级的三维动画，但不能使这些三维动画产生交互(interact)动作。尤其是，消费者可观看诸如电影中讲述一个故事的三维动画，但消费者不能以任何方式与这些动画交互。这些高级的动画制作系统对电影非常有用，但由于这些系统的成本使得它们不易被公众所使用。
诸如专用游戏系统或执行软件应用程序的个人计算机等其它动画制作系统允许用户与动画交互。然而，这些系统需要存储动画数据的大量存储器和相当一流的处理器或图形协处理器来产生逼真的三维动画。专用游戏系统的问题在于，它不能用于其它与计算有关的任务，因而就其所进行的有限功能而言，它们是相对昂贵的。大多数个人计算机所存在的问题是，这些个人计算机不是为产生动画而优化，因此它们通常需要昂贵的图形协处理器和声卡(sound board)。在以上的常规动画制作系统中，用户可在游戏(play)期间与动画交互，但具有图形和动画的整个游戏是存储在个人计算机的盒式磁盘或硬盘或CD上的。
近来，已提出了许多动画制作系统，这些系统利用因特网或万维网(环球网)把动画数据传送给用户。尤其是，用户可使用执行浏览器软件应用程序的个人计算机。用户可使浏览器应用程序指向某一网站特定的统一资源定位器(uniformresource locator)(URL)，然后可从该网站下载动画数据。问题在于，网站通常下载全部动画数据，从而所下载的动画数据的数量较大。这种类型的动画制作系统的一个例子使用虚拟现实标记语言(virtual reality markup language)协议。对于使用诸如因特网或环球网及调制解调器等慢的通信链路的用户，大量动画数据导致非常慢的下载。如此慢的下载时间继而导致消费者在观看动画前等待很长的时间。动画制作前如此长的等待时间是不可接受的，因为人们在等待期间会变得厌烦、取消动画继而不再看所显示的动画。然而，想要提供一种三维动画制作系统，其中可在非常慢的通信链路上快速地下载动画数据，本发明旨在此目的。
本发明提供了一种三维动画制作系统和方法，其中在相对短的时间内在诸如因特网或环球网及调制解调器等相对慢的通信链路上把动画数据下载到本地计算机。然后，本地计算机可执行所下载的软件应用程序对对象进行动画制作。本地计算机的用户可与动画对象进行交互(例如，改变其动作或行动)。在一较佳实施例中，本系统的主要部分可作为网络服务器上的多个软件应用程序而存在，且客户计算机可访问该网络服务器来下载动画。为了实现较短的下载时间，本系统可产生包含有关实际对象的数据(例如，持久性数据)和该对象的少量基本行动(例如，动作数据)的初始动画下载包。例如，每个下载的对象可具有与其有关的空闲(idle)动作，可在对象不执行其它动作的任意时间执行该空闲动作。然后，当对象需要附加行动或动作或声音轨迹(sound track)时，本系统可在需要该行动前使动作数据向下流(stream)到客户计算机，从而异步下载这些动作(即，不需要在下载三维动画对象的同时下载该三维动画对象的动作)。这样，客户计算机可更快地开始动画制作，同时下载其它还不需要的行动或动作。例如，当动画对象通过风景时，该对象可能要越过边界框(bounding box)，这样产生了一个不久需要下载到客户计算机的行动，从而可在需要时获得该行动。一特定对象的一个或多个动作或行动文件可能包含相应于特定动作的有关对象中关节移动的信息和执行该动作所需的任何其它数据。例如，点头动作可涉及颈关节的移动。作为另一个例子，诸如说“Hello(你好)”等对象的声音轨迹，可能涉及各片嘴唇的移动及与嘴唇移动同步的声音轨迹。
依据本发明，下载到客户计算机的每个动作的总尺寸还可相对小，从而在相对慢的通信链路上下载动作的时间不太慢。为了减小每个动作的尺寸，下载到客户计算机的初始对象可包括包含有关对象每一部分的数据的对象树。例如，一个人将包括腿部对象。然后，对象上的每一块皮肤(例如，每个多边形)可包括列出对象中每一关节(诸如膝盖或脚踝)的贡献图(contribution chart)及每一关节移动对特定多边形的移动所形成的贡献。例如，膝盖关节附近的多边形最可能受到膝盖移动的影响，而膝盖与脚踝中间的多边形会受到脚踝和膝盖共同移动的影响。因而，当一动作命令对象的膝盖移动时，客户计算机可容易地根据对象模型和关节移动来确定每一特定多边形的移动。因而，对于任何所下载的动作，仅需要在下载的动作文件中指定对象中关节的移动，这是因为可根据关节的移动来确定模型上每块皮肤的移动。因而，如果模型具有十二个关节和6000个多边形，则所下载的动作文件可包含有关十二个关节的移动的数据，而该动作可使模型上的6000个多边形移动。
依据本发明，本系统还允许使所下载的动作流到位于用户计算机上的游戏者(player)应用程序。尤其是，该动作可在下载整个动作前启动在游戏者应用程序上进行的游戏。例如，如果一动作为五分钟长，则游戏者应用程序的用户不会为下载该动作而等待5分钟。因此，依据本发明，本系统每次下载预定数量的动作(例如，动作数据的两个第二部分)，从而该动作可启动执行动作数据的第一预定部分同时下载动作数据的第二和随后的部分。因而，把长的动作下载到游戏者应用程序不会阻止启动动画角色的动作。
本系统还可允许用户用行动和包括一个或多个行动或动作的剧本(script)以各种不同的方式与动画对象交互。对于每次与对象的交互，可能存在与该交互有关的行动或动作。例如，当用户单击显示给用户的动画门时，可把打开门且示出门慢慢地打开并伴有吱嘎声的动作下载到客户计算机并执行该动作。在客户计算机上，用户可看到门慢慢地打开并听到门开时的吱嘎声。作为另一个例子，当用户拖动对象(诸如灰色的刀)上的光标时，将下载使刀变为红色的动作并执行该动作，从而当用户把光标置于刀上时刀变为红色。当用户把光标从刀上移开时，刀回到灰色的空闲动作。
为了使用光照模型来遮蔽动画对象，本发明可使用球形环境映射(map)。尤其是，对半球确定从特定光照条件获得的象素，然后根据半球中的象素来确定一对象的相应光照。可把半球的光照模型下载到客户计算机，从而对于对象的每个象素，客户计算机可查找半球上的相应点，并把半球该部分上的象素值应用于对象。因而，依据本发明，本系统不尝试实时地计算对对象的光照。本系统还可在客户计算机中提供角色高速缓冲存储器，该存储器允许把角色数据存储在客户计算机中，从而不需要经常刷新。相反，在诸如VRML等基于环球网的常规3-D系统中，可把角色存储在周期性刷新的浏览器应用程序的高速缓冲存储器中。
因而，依据本发明，提供了一种对计算机上的角色进行动画制作的系统，该系统包括第一计算机和连到第一计算机的第二计算机。第一计算机可存储有关特定动画角色的一个或多个数据。这些数据可包括包含动画角色的一个或多个几何模型的持久性数据文件、有关动画角色的纹理(texture)以及有关动画角色的声音。这些数据还可包括一个或多个动作文件，其中每个动作文件包含有关动画角色的特定动作的数据，每个动作指定模型的移动。第二计算机可从第一计算机初始地下载持久性数据文件，以开始在第二计算机上对动画角色进行动画制作，然后就在由第二计算机执行动画角色的动作前从第一计算机异步地下载动作文件。
图1是示出依据本发明的三维动画制作系统的方框图；
图2是示出依据本发明下载三维角色文件的方法的流程图；
图3是示出依据本发明的对象层次的一个例子的图；
图4A和4B是示出依据本发明的三维对象的一个例子的图；
图5是示出关节铰接的图；
图6是示出依据本发明的形态链接(morphlink)图；
图7是示出依据本发明的关节影响区域的一个例子的图；
图8A和8B是示出依据本发明的模型内的骨骼的一个例子的图；
图9和10是示出依据本发明的具有骨骼和多边形的模型的一个例子的图；
图11是示出依据本发明的已着色但未光照的模型的一个例子的图；
图12是示出依据本发明的已着色并已光照的模型的一个例子的图；
图13是示出依据本发明的环境映射光照模型的一个例子的图；
图14是示出图11和12所示已着色模型的一个例子的图；
图15和16是示出依据本发明的腿部模型中骨骼的图；
图17是示出图15和16的腿部每一关节的影响区域的图；
图18是示出依据本发明的动作的一个例子的图；
图19A、19B和19C是示出依据本发明的动作的另一个例子的图；
图20是示出依据本发明的用于使(streaming)动作流动的方法的流程图；
图21是示出依据本发明的流动动作的细节的图；
图22是示出图21所示流动动作的更多细节的图；
图23是示出依据本发明的流动动作的一部分的图；以及
图24和25是示出依据本发明的游戏者操作的流程图。
本发明尤其适用于基于环球网的三维动画制作系统和方法，将在本发明的上下文中对它进行描述。然而，应理解，依据本发明的系统和方法有较多的用途，诸如包括单机计算机系统等其它类型的三维动画制作系统。
图1是示出依据本发明的三维动画制作系统40的方框图。系统40可包括角色产生器42、服务器44及一个或多个客户计算机(CLIENT#1-CLIENT#N)46。在本例中，客户计算机可通过通信网络48连到服务器，通信网络48可包括诸如因特网、万维网(环球网)、局域网、广域网等各种通信或计算机网络或者把计算机系统连接在一起的其它类似的通信网络。产生器42可用来如下所述产生三维动画角色。在一较佳实施例中，产生器42可以是由计算机系统所执行的软件应用程序。产生器42可存储在服务器44上，或可由图1所示分开的计算机系统来执行。产生器42可产生一个或多个网络文件，如下所述，可把这些文件下载到服务器44，然后每个客户计算机可以从服务器下载这些网络文件。然后，如以下更详细所述，每个客户计算机可翻译所下载的网络文件并根据这些网络文件产生三维动画。现在，将更详细地描述系统40的每一部分。
产生器42可接受来自用户输入的各种信息或其它外部文件，以产生逼真的三维对象或角色，可使用本系统来对这些对象或角色进行动画制作。例如，产生器可接收三维模型50，例如，该模型50可以是第三方造型系统所产生的对象的线框模型。从三维对象产生三维线框模型是公知的，因此在这里不对其进行描述。产生器42还可接收纹理映射信息52，可使用该信息52把纹理置于三维对象上所绘制的多边形上。例如，这些纹理可提供人物角色皮肤的逼真肤色和纹理或一副逼真的牙齿。产生器42还可接收声音文件54，从而可把声音轨迹引入依据本发明的动作文件。可由接收声音并产生声音的数字表象(可引入文件中)的第三方系统来产生声音文件。产生器还可接收动作文件56。可把动作文件与任何声音文件组合，以产生依据本发明的三维动画的动作。用户可使用产生器42的分开的软件模块来产生动作文件。产生器42可把三维模型信息、纹理信息、使用文件和动作文件组合成一个或多个网络文件存储在服务器上。
依据本发明，产生器42可对每个动画对象产生不止一个文件。尤其是，产生器可产生一包含持久性数据58的文件继而包含动作数据60的一个或多个文件。可在初始时把持久性数据文件下载到客户计算机以开始对象的动画制作，该文件可包括如下所述的一个或多个三维对象(包括关节和多边形)、任何纹理、任何形态链接以及该三维对象的空闲动作。空闲动作可以是动画对象不执行其它动作时的行动或移动。例如，一动画怪物的空闲动作可以是，该怪物可呼吸，从而使它的胸部扩张和收缩。
持久性数据文件还可包括与依据本发明的模型中的每个多边形有关的形态链接数据。该模型可包括由一根或多根骨头连接在一起的一个或多个关节以及覆盖骨骼和关节的多边形的皮肤。对于模型上的每个多边形，形态链接数据使得客户计算机可容易地根据对象关节的移动来确定多边形的移动。在常规的动画制作系统中，必须独立地计算每个多边形的移动，这是非常慢的。在产生模型时，产生器的用户如此定义形态链接，从而用户可根据关节的移动来确定特定多边形的移动。因而，以持久性数据来定义每个多边形相对于模型关节的移动所作的移动。因此，在执行三维动画动作时，该动作可仅包含有关模型中每一关节移动的信息，客户计算机根据形态链接可确定模型上每个多边形的移动。因而，减少了下载到依据本发明的每个客户计算机的动作文件的大小，这样加速了每个动作的下载速度。此外，进行三维动画制作的速度增大了，这是因为客户计算机不需要每次发生动作时就计算三维对象或角色上每个多边形的移动。还可压缩持久性数据文件58，以进一步减小持久性数据的大小。作为一个例子，由于依据本发明的持久性存储文件的压缩和结构，根据三维动画的复杂性，持久性存储文件可近似于10-200Kb，而典型的动画文件近似于1Mb。
一个或多个动作文件60中的每一个可包含一数据结构，该数据结构包含指定动作期间三维对象或角色中每一关节的移动的数据以及与特定动作有关的任何声音文件。依据本发明，三维动画的每个不同的动作(诸如微笑、谈论特定主题、就座等)可包含在分开的动作文件中。依据本发明，可仅在需要该动作时把每个动作文件下载到客户计算机。例如，可仅在游戏者靠近一可被捡起的物体时，对该游戏者下载从地上捡起该物体的动作。作为另一个例子，仅在用户单击用户界面上的再见按钮时，才把说“Good-bye(再见)”的动作下载到客户计算机。因而，本系统可与持久性数据文件异步地下载动作文件。由于持久性数据的形态链接，所以如上所述动作文件的大小非常小。然而，应理解，每个动作文件仅与一特定持久性数据文件有关(因为动作的结构和持久性数据存储器紧密联系在一起)，因此两个不同模型的行走动作可能稍有不同。产生器42可响应于用户输入而产生动作文件。可压缩动作文件，从而不把在动作期间的预定时间内不移动的任何关节的数据下载到客户计算机。
一旦产生动作和持久性数据文件，则可把它们下载到服务器44并存储在角色和动作存储装置62中，存储装置62可以是诸如硬盘驱动器、磁带驱动器等持久性存储装置。服务器44还可包括包含游戏者网络文件的游戏者存储器64。游戏者网络文件是首先下载到客户计算机然后客户计算机可对持久性数据文件及动作文件进行解释的软件应用程序。因而，服务器44可首先把游戏者软件应用程序下载到客户计算机(在必要时)，然后，根据环球网用户界面应用程序66内的用户输入下载持久性数据文件，从而可开始动画制作。然后，当客户计算机需要三维动画的动作时，服务器可下载适当的动作文件，以由客户计算机上的游戏者来执行。
每个客户计算机46可包括CPU 68、包含由CPU 68所执行的一个或多个软件应用程序存储器70、可位于客户计算机的持久性存储装置上的角色高速缓冲存储器74以及显示器76。角色高速缓冲存储器74可在持久性数据58首次下载到客户计算机时存储该数据，从而不必在特定客户计算机再次想要观看同一动画时再次下载该持久性数据。与把角色数据存储在浏览器应用程序的高速缓冲存储器中从而周期性地刷新该角色数据的常规动画制作系统不同，本系统有它自己的角色高速缓冲存储器。
存储器70可存储浏览器应用程序78，该应用程序使得客户计算机可通过指定服务器的统一资源定位器(URL)而与服务器44交互，以使用超文本传送协议(HTTP)来接收存储在服务器上的网络文件。该存储器还可存储用来翻译持久性数据文件和动作文件并产生动画对象的游戏者软件应用程序64、从持久性数据文件中产生的角色文件82、包含空闲动作的第一动作文件84以及可包含马上较要执行的动作的第二动作文件86。因而，把角色文件和当前动作文件都存储在存储器70中，并由游戏者来执行。在需要新的动作时，把这些动作下载到客户计算机，并删除一个旧的动作，以为新的动作腾出空间。在任何时候存储在客户计算机内的动作的数目与动画制作系统可获得的存储空间的数量有关。可把由游戏者64根据持久性数据和动作文件所产生的动画显示在显示器76上。现在，将描述依据本发明的三维角色文件的下载方法。
图2是示出依据本发明的把三维角色文件下载到特定客户计算机的方法100的流程图。此下载方法允许快速地开始动画制作，这是因为异步下载动作文件和持久性数据文件而减少了下载时间。在步骤102，服务器可确定先前是否已把游戏者应用程序下载到客户计算机，如果还未下载，则可在步骤104下载游戏者应用程序。一旦把游戏者下载到客户计算机，服务器就可在步骤106把持久性数据文件(可包括角色文件和空闲动作文件)下载到客户计算机。然后，客户计算机可创建一角色高速缓冲存储器(如果它不存在的话)，并把角色文件和空闲动作文件存储在角色高速缓冲存储器中。接着，由客户计算机来执行游戏者应用程序，该游戏者应用程序可在步骤108使用持久性数据对角色进行动画制作并执行空闲动作。依据本发明，不必在初始时下载一动画对象的所有动作，从而减少了持续性数据的下载时间并可更快速地开始动画制作。接着，游戏者应用程序可在步骤110确定动画对象是否需要新的动作，如果不需要新的动作，则在步骤112继续执行空闲动作。如果需要新的动作，则服务器可响应于游戏者应用程序的请求在步骤114下载新的动作。然后，游戏者应用程序可在步骤116确定是否已完成新动作的下载，并继续执行空闲动作直到下载新的动作。如果下载了新的动作，则游戏者可在步骤118执行新的动作并返回步骤108。依据本发明，在需要时把这些动作下载到客户计算机，从而减少了动画制作的启动时间。此外，由于形态链接而使动作文件的大小较小，所以任何动作文件的总下载时间也较短。现在，将描述三维动画制作系统中的对象层次的一个例子。
图3是示出依据本发明的对象层次130的一个例子的图。如图所示，对象层次可包括在根节点132以下组织起来的对象树。三维动画制作系统中所使用的对象可包括纹理对象134、声音对象136、几何对象138和动作对象140。然后，这些对象中的每一个可包括为几何和动作对象所示的子对象。尤其是，几何对象138可包括包含与特定模型有关的多边形的多边形对象142、包含与模型中的每个多边形有关的形态链接的形态链接对象144、用于存储诸如火箭发射船排气装置等较小对象的粒子(particle)系统对象146以及用于存储有关摄像机相对于模型的位置和角度的摄像机对象148。几何形状还可包括如图4B所示与模型有关的附加信息。
动作(behavior)对象140可包括包含对于对象关节的移动信息以变形对象的变形对象150、包含模型的动画纹理(animated texture)的纹理轨迹对象152、包含有关动作的声音轨迹的声音对象154和包含组合起来以形成新动作的一系列动作的剧本对象156。例如，剧本可用于与动画角色交互，而且可包括角色响应于用户输入而对用户所做出的每个响应的动作。每个动画对象可包括一个或多个上述对象。现在，将描述特定角色/模型的对象的例子。
图4A和4B是示出根据本发明的角色对象和有关该对象的三维对象的例子的示图。图4A是示出对于人物角色的几何形状对象160的示图，其中对象建立角色的关节模型。例如，所示的对象包括头、颈、双肘、两个手腕、臀部、双膝和两个踝关节。如上所述，由该角色的关节移动指定角色的移动，其中根据形态链接将上述角色关节移动转变成在模型上的多边形移动。如图4B所示，建立该人物角色模型的三维对象树162具有类似结构。特别是，对象数162可包括连到CAMERA(摄像机)节点和BODY(身体)节点的WORLD(世界)节点。BODY节点还可包括建立身体中多个关节模型的多个对象。如图所示，BODY节点可包括HIP JOINT(臀部节点)节点、连到HIP JOINT节点的LET KNEE(左膝)节点和RT KNEE(右膝)节点以及连到适当膝节点的LET ANKLE(左脚踝)和RT ANKLE(右脚踝)。在对象树中与上面一个对象相连的每个对象继承了该上面对象的属性。例如，LET KNEE对象的任一移动都可引起LET ANKLE对象继承相同移动。脚踝继承膝盖的移动提供了人体的良好模型。类似的，如果HIPJOINT对象移动，那么两个膝对象和两个踝对象继承HP JOINT对象的移动。因此，一旦在动作中指定HIP JOINT对象的移动，那么不需要指定由HIP JOINT移动引起的膝盖和脚踝的移动。现在，将描述根据本发明的关节的铰接(articulation)。
图5是角色的关节铰接的例子示图。特别是，为了示例目的，示出三维角色的手臂170。手臂可包括肩关节172、肘关节174、腕关节176、上臂278、下臂180和手182。与人手臂相类似，由于每个关节都可以沿着正或负X方向、正或负Y方向和/或正或负Z方向移动，所以每个关节具有六个自由度。在被称为关键周期的每个预定时间周期内，每个关节可沿着六个方向移动。关键周期最好是1/10秒，而且游戏者可以将沿着每个方向的关节移动关键周期之间进行内插，以保证关节运动很平稳。可由用户设定关键周期。当每个关节移动时，该关节周围的身体部分也可移动。在根据本发明的三维动画角色中，根据本发明通过形态链接完成身体部分和多边形的移动与角色关节同步，其中上述多边形构成身体部分的“皮肤”，现在将对其详细描述。
图6是根据本发明，对于图5所示的上臂178的形态链接的示图。在该例子中，可由肩关节172和肘关节174影响覆盖上臂的多边形。对于这个例子，将描述根据肩关节和肘关节的移动，在上臂外侧上的多边形184的移动。如果多边形184的移动只受肩关节的移动影响，那么多边形184可移到位置x1。如果多边形184的移动只受肘关节的移动影响，那么多边形可移到位置x2。然而，为了实际上建立多边形移动的模型，上述位置没有一个是精确的，而且观看动画角色的用户将察觉到它失常。因此，多边形184应受到肩关节和肘关节的影响，从而当用到关节的影响时，多边形184移到位置x3。根据本发明，可将角色上的每个多边形与角色中的关节的关系存储在形态链接数据中，其中可用持久数据文件存储该形态链接数据。该形态链接数据允许动作文件只指定角色中的关节移动(少量数据)，然后在客户计算机上的游戏者应用程序可以根据形态链接数据确定角色的每个多边形的移动。在创造三维角色期间，由用户控制在特定多边形上的每个关节对三维对象的实际影响区域，从而一旦创造出角色，在角色上的每个多边形都具有相对于该角色的关节的固定移动关系。现在，提供关节的影响区域的例子。
图7是示出根据本发明的关节的影响区域的例子的示图。在该例子中，关节190可具有内影响区192和外影响区194。由虚线示出围绕关节190的身体部分196。对于在内影响区192内的身体部分上的多边形，关节190将它的100％移动贡献给那些多边形移动。在这个例子中，多边形A和B的移动具有来自关节190的100％贡献(contribution)，从而例如，如果关节190沿着正X方向移动1(英寸)，那么多边形A和B也沿着X方向移动1英寸。然而，如果另一个关节沿着Y方向移动1英寸，而且还100％贡献给多边形A和B的移动，那么多边形A和B除了沿着X方向移动之外，还也沿着Y方向移动1英寸。对于在外影响区194中的多边形，当多边形进一步远离关节时，对于特定多边形的影响量减小。于是，在内外影响区之间的周界上，贡献仍然是100％，同时在外影响区的外边界上，对多边形的贡献为0％。于是，对于该例子中的多边形C，关节50％贡献于多边形C的移动，从而如果关节沿着正X方向移动1英寸，那么多边形C沿着正X方向移动1/2英寸。对于在该例子中的多边形D和E，关节190贡献0％移动，从而关节的移动不影响那些多边形。于是，对于在三维动画角色上的每个多边形，由用户运用产生器(creator)用户界面设定对在模型中的每个关节的贡献，并由该系统根据本发明将它存储在形态链接中。现在，描述用于根据本发明运用产生器来创造三维动画角色的处理的例子。
图8A和8B是示出根据本发明，在模型内的骨骼例子的示图。在产生器应用中，运用用户界面200产生在模型中的骨架。用户界面200可以包括对象窗口202，它列出对象，诸如关于所产生的特定三维角色的几何形状和材料(纹理)。用户界面200还可包括几何形状窗口204，它列出关于特定三维角色(诸如颈、左肩(ShouldL)、左上腿(UpLegL)，等等)的所有几何形状。为了帮助人们创造角色，按照对象的顺序罗列几何形状，从而可通过浏览几何形状窗口来观看对象与其他对象的相关性以及特征的属性(诸如，上左臂与左肩的相关性)。几何形状窗口还在需要时允许用户使角色的某些部分看不见。用户界面200还可以包括三维角色观看窗口206，它向用户显示角色的当前视图(view)。在该例子中，通过单击在几何形状窗口中的适当位置，只显示角色208的一个或多个骨头以及一个或多个关节210。可通过产生器应用软件或者通过已知的第三方软件，产生三维模型的骨头和关节。一旦由用户编排(lay out)和设定角色的骨骼，用户就可以将多边形的“皮肤”设置在骨骼之外，如现在参照图9所述。
图9和10是分别示出根据本发明的带由骨头和多边形的例子和仅以多边形显示的角色的例子的示图。再次，用户可以运用产生器的用户界面200，产生三维动画角色。在该视图中，用户可以选择在窗口206中显示骨头208和关节210，同时多边形皮肤212设置在骨骼和关节上。可通过产生器应用或通过第三方软件产生多边形皮肤。多边形皮肤212形成当人们观看三维动画角色时所看到的实际表面以及映射在这些多边形上的任何纹理。图10示出只在用户界面200中向用户显示多边形212的角色。如图10所示的角色精确地示出除了未将纹理设置在多边形上之外，三维动画角色的外表特征。参照图11和12，描述三维动画角色，其中将纹理设置的多边形上。
图11是示出根据本发明，在观看窗口206内的着色的未被光照的角色220的例子的示图，而图12是示出根据本发明的着色的被光照的角色230的例子的示图。如图11所示，已用纹理多边形覆盖三维角色，从而例如，角色具有长头发、眉毛、带有嘴唇的嘴巴以及眼睛。可通过第三方软件产生纹理，然后由用户运用产生器应用来将其定位在动画角色上。图14示出整个未被光照的角色220。
在图12中，相同的角色具有铬黄(chrome)纹理而且用特定光照模型来光照它。为了用铬黄表面来构造角色的纹理，可以显示材料窗口232，它允许用户选择材料/纹理。在所示的例子中，选择铬黄材料。材料窗口可以包括覆盖多边形的材料调色板(palette)234，诸如，身体材料、下齿材料、铬黄材料、头发材料和上齿材料。通过制定对于角色的光照模型，可光照角色。现在，参照图13示出光照模型的例子。
图13是示出根据本发明的可用于三维角色(诸如，图12所示)的环境映射光照模型204的例子示图。通过使所选的光照选择光照球形表面，可以产生环境映射240。于是，如图13所示，特定光照模型导致球形表面具有由带有不同强度的各象素构成的特定外观。为了将光照模型传递到三维角色，在特定位置上的角色外观与在相同位置上的球形的外观相同。例如，球形的左侧具有亮点242，和如图12所示的角色也具有沿着角色的左侧的亮点244。类似地，球形具有在球形顶部附近的光照阴影(light shadow)246，那么角色230具有相应的光照阴影248。于是，根据本发明，通过查看在球形上的特定位置上的光照模型的外观，然后将在特定位置上的球形光照映射到在相同特定位置上的动画角色的多边形上，产生对于该角色的光照模型。根据本发明，不需要计算对于角色的每个象素的光照。在典型的三维动画系统中，通过计算在角色上的每个象素的光照(这是一个缓慢的过程)，可以将光照模型传递到角色上。现在，描述关于角色的腿部的形态链接的例子。
图15和16是示出根据本发明，在腿部和关于腿部的形态链接中骨骼的例子示图。特别是，图16示出带有角色的下半部分250的产生器的显示窗口206。在该例子中，示出在角色内部的臀部关节252、膝关节254和踝关节256。形成角色的“皮肤”的每个多边形的每个象素都具有由角色的产生器通过设定将特定象素的移动与来自角色中每个关节的贡献相关联的形态链接确定的它的运动。
图16示出带由主窗口202、几何形状窗口204和显示窗口206的用户界面200。当观看在角色中的形态链接时，用户界面还可包括形态链接窗口258，它包含在角色中的每个多边形以及每个关节的移动对该多边形移动的贡献的列表。在该例子中，右腿向上移动，而且选择多边形260。然后，形态链接窗口258加亮所选的多边形(在该例子中Body_Geo Vert188)，以及来自膝关节的贡献，在该例子中为77.62％。于是，如果膝盖沿着正X方向移动10英寸，那么所选多边形沿着正X方向移动7.762英寸。如上所述，由一个或多个关节影响每个多边形，而且将每个关节的贡献相加来确定该多边形的移动。动态链接允许下载动作文件来仅仅规定每个关节的移动，然后在客户计算机上的游戏者可以根据关节的移动和形态链接来确定每个多边形的移动。现在，运用如图15和16所示的角色，更加详细地描述关节的影响区域。
图17是图15和16的角色250的示图，它示出了对于每个关节的影响区域。对于每个关节的影响区域可以包括内区域270和外区域272。在创造角色期间，产生器的用户可以调节这些内和外区域，它调节该关节的影响。在该例子中，示出对于臀部关节252、膝关节254和踝关节256的影响区域。上面详细描述了影响区域，因此这里将不再描述。现在，描述动作的例子。
图18是根据可下载到客户计算机的本发明的动作280的例子的示图。如图所示，动作的结构可以跟随在角色内的对象的结构。特别是，动作可以包括根节点282、指定在跳舞动作期间角色的臀部的移动的跳舞臀部节点284、指定在跳舞动作期间膝盖的移动的跳舞-右膝和跳舞-左膝节点286，288，等等。于是，由于在动作中的对象指定在角色中对象的移动，所以在动作中的对象映射到在角色中的对象。除了移动之外，动作还可以指定关于动作的声音轨迹。对于随着时间流逝所发生的大多数动作，可将动作分解为一个或多个关键周期，从而在动作期间的每个对象的移动在每个新关键周期内改变，而且系统可以在关键周期之间进行内插。因为如果对象，诸如头，不移动或者对象不在动作期间改变它的移动，动作可被压缩，那么由于游戏者假设不在动作文件中的任一关节所做的动作与它以前做的动作相同，所以可以在动作文件中省略对于头的对象。为了更好理解动作，将详细描述在动作中的对象例子。
为了示例目的，更加详细描述跳舞-臀部对象284，虽然即使每个对象以不同的方式移动，在动作中的每个对象也都具有相类似的结构。于是，对于每个关键周期(如图18所示，0.1秒间隔)，对象284可以指定在三维中的对象的移动(X，Y，Z)。如图所示，在每维中的移动可在每个关键周期内改变。在关键周期之间，游戏者可运用内插来保证平稳移动。现在，描述动作的另一个例子。
图19A、19B和19C是示出根据本发明的动作的另一个例子的示图。在该例子中，动作是角色的嘴巴形成音节“Ah”，而且进行相应的声音轨迹来模拟角色说音节“Ah”。图19A示出对于可包括一个或多个时间帧292来保证在每个关键周期内角色与动作同步的动作的结构290。在每个时间帧之后是关于在该关键周期内在角色中的每个对象的移动的数据，它包括每个对象的位置变化、每个对象的定向变化和每个对象的标度变化。图19B示出对于“Ah”动作的动作对象294，它包括与在动作期间移动的嘴巴中的每个对象(关节)的链接。图19C示出关于“Ah”动作的声音轨迹296。根据本发明，动作还可包括多个动作，其中可根据包括用户行动的多个因素选择多个动作。于是，本发明允许将一类动作一次下载到游戏者。现在，描述根据本发明的动作流动的方法。
根据本发明，理想的是，尽可能快地制作动画角色包括它的动作，从而游戏者应用程序软件的用户可以尽可能快地观看动画。当需要把大动作文件下载到游戏者应用程序软件时，运用传统动画系统可能延迟制作动画角色，而这是不能接受的。例如，如果动作包括声音轨迹，那么声音数据可能足够大，从而动作花在下载的时间与它花在游戏的时间一样长。在每秒发送28,800个比特的调制解调器上，甚至压缩的声音数据也需要13,000比特每秒来下载声音数据，而且动作关键帧需要剩余的带宽。让用户在游戏动作之前等上5分钟下载5分钟长的动作是不合理的。根据本发明，动画系统特别是游戏者应用程序软件可在一动作仍在被下载到游戏者应用程序的同时开始游戏该动作，这被称之为动作流动。
图20是示出用于根据本发明的动作流动的方法300的流程图。在步骤302中，例如用户可通过单击按钮或在网页上的图标，以选择动作和/或开始执行动作。在步骤304中，游戏者应用程序确定是否该动作是流动动作，因为与动画角色相关的每个动作可以被或不被标识为流动动作。而当动作需要多于预定下载时间时，诸如当动作包括声音数据时，可以将动作识别为流动动作。如果动作不是流动动作，那么完成该方法。如果动作是流动动作，那么在步骤306中游戏者应用程序可以下载动作对象，如下所述，而且在步骤308中下载第一预定尺寸的动作数据块。在较佳实施例中，动作数据块可以是对于10秒钟动作的足够数据。可以与游戏者执行前面下载的动作数据块异步地下载剩余动作数据。对于持续5分钟的动作，只在10秒钟之后就开始游戏流动动作，而且在执行该动作时可以下载剩余动作数据。根据本发明，将块下载到游戏者应用程序通常可以是在当前游戏动作部分之前的预定几秒钟(在较佳实施例中为10秒钟)时进行。
在较佳实施例中，在开始动作之前下载的预定动作块可以是10秒动作时间。下载剩余流动动作数据可以是在当前游戏动作数据之前的10秒。10秒钟是因为考虑到因特网有时遭受阻塞并因此延迟传递动作数据。如果游戏者应用程序一下载流动动作就开始游戏它，那么用户可能经历动画动作的中断。于是，10秒钟间隔提供数据缓冲，从而系统可以补偿因特网阻塞现象。为了使动作数据流动运行，必须压缩动作数据，从而至少可以以游戏者应用程序游戏动作数据的速度从因特网下载动作数据。例如，如果用户运用调制解调器来下载动作数据，那么高度压缩动作数据，从而需要少于1秒钟的时间来下载1秒钟长(worth of)的动作数据。
回到流程图，在下载初始动作数据块之后，在步骤310中，游戏者应用程序可以执行动作。在执行初始动作块同时，游戏者应用程序可以确定下载的动作数据是否多于当前在步骤312中游戏动作数据之前的预定秒数(在较佳实施例中为20秒)。如果下载的动作数据多于在当前游戏动作数据之前的20秒钟，那么游戏者应用程序可以在步骤314中停止进一步的下载，直至新动作数据少于当前游戏动作数据之前的预定时间(在较佳实施例中为10秒)。于是，在步骤316中，游戏者应用程序可以下载下一个动作数据块。在步骤318中，游戏者应用程序可以确定是否有更多动作数据要下载，或者循环回到步骤308来下载下一个动作块或者如果没有更多的动作数据要下载，那么完成该方法。现在，描述根据本发明的流动动作文件。
图21是根据本发明的流文件(stream file)330的示图。特别是，上述产生器可以对流动动作产生称为流文件的特定文件。流文件330可以包括动作对象332和一个或多个关键帧和声音数据块334。动作对象可以包括所有数据，它描述动作的成份，诸如在动作期间动画角色中的每个关节的几何形状和移动。动作对象不包括动作数据，诸如，声音数据之类的任何动作数据的关键帧(keyframe)。一个或多个动作数据块334中的每个数据块都可包括预定数量的动作数据(诸如，在较佳实施例中2秒动作数据)。例如，第一动作数据块可包括来自在第一预定时间间隔内发生的所有动作轨迹(track)以及在动作的第一预定时间间隔内游戏的声音数据的所有关键帧。每个动作数据块在与动作中的相应时间相同的时间开始，从而初始块在开始动作时开始。现在，将描述对于每个动作数据块的结构的例子。
图22是示出每个动作数据块334的结构例子的示图。可将每个块334分成一个或多个轨迹(track)336，其中每个轨迹包括在动画角色的特定部分有关的数据。在该例子中，有头轨迹338、躯干(torso)轨迹340和膝盖轨迹342，如图2所示，它们分别与动画角色几何形状的头、躯干和膝盖相关。如图所示，块还包括对于该特定动作数据部分的声音数据344。
图23是详细示出动作数据块334的示图。特别是，动作数据块包括轨迹338、340和时间标记(timestamp)350。时间标记可指示在动作内的块的时间，诸如块覆盖时间t至时间t+2秒的动作。每个轨迹338、340可包括识别关于特定轨迹的动作对象的标识符352、指示在轨迹中数据长度的数据段长度354(len)和包括对于该轨迹的关键帧和动作数据的数据段356。每个块334以零的轨迹标识(id-0)结束，它指示特定动作数据块的结束。现在，描述游戏者的操作。
图24和25是示出根据本发明的游戏者的操作的流程图。图24是示出对于向客户计算机的用户显示游戏者对于图象的每个帧的操作400。在步骤402中，游戏者可以读取任何用户输入并根据那些用户输入作出反应。接着，游戏者可以根据任何当前执行的动作，确定在角色中的任何几何形状的变化(在步骤404中)。接着，游戏者可以根据几何形状和上述形态链接的上述确定变化，产生角色的多边形(在步骤406中)。一旦产生多边形，那么在步骤408中可以扫描变换有关角色多边形的数据，从而可以在显示屏上显示多边形。在步骤410中，可将角色传递到显示存储器，诸如通过运用已知的BLTBLK例程，从而可以向用户显示它。现在，描述关于确定几何形状变换的细节。
图25是示出根据本发明用于确定几何形状变化的方法420的流程图。在步骤422中，游戏者可以请求对剧本的任何更新，它们可包括关于正在执行的当前动作的命令。如果没有执行的其他动作，那么游戏者可以执行空闲动作。在步骤424中，游戏者可以确定更新的剧本是否包括任何新动作，而且如果需要新动作，那么在步骤426中请求下载新动作。接着，在步骤428中，游戏者根据当前执行的动作确定对于角色的几何形状变化。
虽然上述描述参照本发明的特定实施例，但是熟悉本技术领域的人员应理解，可以对本实施例进行任何变化，而不偏离本发明的原理和构思，由所附权利要求书限定本发明的范围。

Claims (64)

1.一种在计算机上对角色进行动画制作的系统，其特征在于包括：
第一计算机，用于存储有关特定动画角色的一个或多个数据，这些数据包括包含动画角色的一个或多个几何模型的持久性数据文件、有关动画角色的纹理以及有关动画角色的声音，这些数据还包括一个或多个动作文件，每个动作文件包含有关动画角色的特定动作的数据，每个动作指定模型的移动；以及
由通信网络连到第一计算机的第二计算机，第二计算机还包括为开始对动画角色进行动画制作而从服务器计算机初始地下载持久性数据文件的装置以及就在由第二计算机执行动画角色的动作前从第一计算机异步地下载动作文件的装置。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于持久性数据可包括动画角色的空闲动作，在第二计算机不对动画角色执行其它动作时执行此空闲动作。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于第二计算机还包括持久性存储装置，所述装置包括存储有关该动画角色的持久性数据的角色高速缓冲存储器，从而在动画完成后持久性数据仍驻留在第二计算机上。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于几何模型还包括通过一根或多根骨头链接在一起的一个或多个关节以及形成关节和骨骼上的皮肤的多个多边形，持久性数据还包括用于动画角色上的每个多边形的形态链接，每个形态链接包括几何模型中多边形的移动与一个或多个关节移动的相关性，从而根据一个或多个关节的移动来确定多边形的移动。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于形态链接还包括影响多边形的每个关节的贡献值，把影响多边形的所有关节的贡献值加起来以确定多边形的移动。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于几何模型中的每个关节还包括关节周围的内部影响区和内部影响区周围的外部影响区，其中多边形在内部影响区内的移动类似于关节的移动，多边形在内部影响区以外但在外部影响区以内的移动限于关节的移动，且多边形在外部影响区以外的移动不受关节移动的影响。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于外部影响区内的多边形离关节越远，则多边形受到关节移动的影响越小。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于持久性数据还包括动画角色的光照环境映射，光照环境映射包括被光照到一球形表面上的光照模型，从而从该球形上的相应位置查找动画角色上特定位置中的对每个多边形的光照。
9.如权利要求4所述的系统，其特征在于几何模型包括表示动画角色的每一关节的对象，动作文件包括包含有关每一关节在特定动作期间移动的数据的每一关节的对象，动画角色多边形根据动作文件和形态链接而移动。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于动作文件还包括动作期间的一个或多个关键周期，每个关节能在每个关键周期期间移动。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于动作文件还包括有关动作的声音轨迹，此声音轨迹与一个或多个关键周期同步。
12.如权利要求9所述的系统，其特征在于动作文件还包括有关动画角色的多个独立的动作以及根据预定输入选择对动画角色所执行的独立动作之一的装置。
13.如权利要求1所述的系统，其特征在于每个动作文件包括包含有关流动动作的动作数据的流文件，第二计算机还包括用于使流文件从第一计算机流动的装置，从而在把整个流文件下载到第二计算机前执行有关此流文件的动作。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于流动装置还包括在选中动作时下载动作对象和流文件的预定部分的装置以及在执行动作时下载流文件的一个或多个其它预定部分的装置。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于流动装置还包括在所下载的动作数据比动作数据被执行前的预定秒数更多时停止下载流文件的装置。
16.一种在计算机上对角色进行动画制作的方法，其特征在于包括：
把有关特定动画角色的一个或多个数据存储在第一计算机上，这些数据包括包含动画角色的一个或多个几何模型的持久性数据文件、有关动画角色的纹理以及有关动画角色的声音，这些数据还包括一个或多个动作文件，每个动作文件包含有关动画角色的特定动作的数据，每个动作指定模型的移动；以及
在通信网络上把持久性数据文件从第一计算机初始地下载到第二计算机，从而在第二计算机上开始对动画角色进行动画制作；以及
就在第二计算机执行动画角色的动作前，把动作文件从第一计算机异步地下载到第二计算机。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于持久性数据可包括动画角色的空闲动作，在第二计算机不对动画角色执行其它动作时执行此空闲动作。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于在第二计算机使用持久性存储装置来存储持久性数据，从而在动画完成后持久性数据仍驻留在第二计算机上。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于几何模型还包括通过一根或多根骨头链接在一起的一个或多个关节以及形成关节和骨骼上的皮肤的多个多边形，持久性数据还包括用于动画角色上的每个多边形的形态链接，每个形态链接包括几何模型中多边形的移动与一个或多个关节移动的相关性，从而根据一个或多个关节的移动来确定多边形的移动。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于形态链接还包括影响多边形的每个关节的贡献值，把影响多边形的所有关节的贡献值加起来以确定多边形的移动。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于几何模型中的每个关节还包括关节周围的内部影响区和内部影响区周围的外部影响区，其中多边形在内部影响区内的移动类似于关节的移动，多边形在内部影响区以外但在外部影响区以内的移动限于关节的移动，且多边形在外部影响区以外的移动不受关节移动的影响。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于外部影响区内的多边形离关节越远，则多边形受到关节移动的影响越小。
23.如权利要求16所述的方法，其特征在于持久性数据还包括动画角色的光照环境映射，光照环境映射包括被光照到一球形表面上的光照模型，从而从该球形上的相应位置查找动画角色上特定位置中的每个多边形的光照。
24.如权利要求19所述的方法，其特征在于几何模型包括表示动画角色的每一关节的对象，动作文件包括包含有关每一关节在特定动作期间移动的数据的每一关节的对象，动画角色的多边形根据动作文件和形态链接而移动。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于动作文件还包括动作期间的一个或多个关键周期，每个关节能在每个关键周期期间移动。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于动作文件还包括有关动作的声音轨迹，此声音轨迹与一个或多个关键周期同步。
27.如权利要求24所述的方法，其特征在于动作文件还包括有关动画对象的多个独立的动作以及根据预定输入选择对动画角色所执行的独立动作之一的装置。
28.如权利要求16所述的方法，其特征在于每个动作文件包括包含有关流动动作的动作数据的流文件，所述方法还包括使流文件从第一计算机流动到第二计算机，从而在把整个流文件下载到第二计算机前执行有关此流文件的动作。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于流动还包括在选中动作时下载动作对象和流文件的预定部分以及在执行动作时下载流文件的一个或多个其它预定部分。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于流动还包括在所下载的动作数据比动作数据执行前的预定秒数更多时停止下载流文件。
31.一种根据包含在另一远程计算机上的动画数据在计算机上对角色进行动画制作的设备，其特征在于包括：
与远程计算机进行通信以从远程计算机下载动画数据的装置，动画数据包括包含动画角色的一个或多个几何模型的持久性数据文件、有关动画角色的纹理以及有关动画角色的声音，这些数据还包括一个或多个动作文件，每个动作文件包含有关动画角色的特定动作的数据，每个动作指定模型的移动；以及
为开始在计算机上对动画角色进行动画而从远程计算机初始地下载持久性数据文件的装置；以及
就在由计算机执行动画角色的动作前从远程计算机异步地下载动作文件的装置。
32.如权利要求31所述的设备，其特征在于持久性数据可包括动画角色的空闲动作，在第二计算机不对动画角色执行其它动作时执行此空闲动作。
33.如权利要求31所述的设备，其特征在于计算机还包括持久性存储装置，所述装置包括存储有关该动画角色的持久性数据的角色高速缓冲存储器，从而在动画完成后持久性数据仍驻留在第二计算机上。
34.如权利要求31所述的设备，其特征在于几何模型还包括通过一根或多根骨头链接在一起的一个或多个关节以及形成关节和骨骼上的皮肤的多个多边形，持久性数据还包括用于动画角色上的每个多边形的形态链接，每个形态链接包括几何模型中多边形的移动与一个或多个关节移动的相关性，从而根据一个或多个关节的移动来确定多边形的移动。
35.如权利要求34所述的设备，其特征在于形态链接还包括影响多边形的每个关节的贡献值，把影响多边形的所有关节的贡献值加起来以确定多边形的移动。
36.如权利要求35所述的设备，其特征在于几何模型中的每个关节还包括关节周围的内部影响区和内部影响区周围的外部影响区，其中多边形在内部影响区内的移动类似于关节的移动，多边形在内部影响区以外但在外部影响区以内的移动限于关节的移动，且多边形在外部影响区以外的移动不受关节移动的影响。
37.如权利要求36所述的设备，其特征在于外部影响区内的多边形离关节越远，则多边形受到关节移动的影响越小。
38.如权利要求31所述的设备，其特征在于持久性数据还包括动画角色的光照环境映射，光照环境映射包括被光照到一球形表面上的光照模型，从而从该球形上的相应位置查找动画角色上特定位置中的每个多边形的光照。
39.如权利要求34所述的设备，其特征在于几何模型包括表示动画角色的每一关节的对象，动作文件包括包含有关每一关节在特定动作期间移动的数据的每一关节的对象，动画角色的多边形根据动作文件和形态链接而移动。
40.如权利要求39所述的设备，其特征在于动作文件还包括动作期间的一个或多个关键周期，每个关节能在每个关键周期期间移动。
41.如权利要求40所述的设备，其特征在于动作文件还包括有关动作的声音轨迹，此声音轨迹与一个或多个关键周期同步。
42.如权利要求49所述的设备，其特征在于动作文件还包括有关动画角色的多个独立的动作以及根据预定输入选择对动画角色所执行的独立动作之一的装置。
43.如权利要求31所述的设备，其特征在于每个动作文件包括包含有关流动动作的动作数据的流文件，第二计算机还包括用于使流文件从第一计算机流动的装置，从而在把整个流文件下载到第二计算机前执行有关此流文件的动作。
44.如权利要求43所述的设备，其特征在于流动装置还包括在选中动作时下载动作对象和流文件的预定部分的装置以及在执行动作时下载流文件的一个或多个其它预定部分的装置。
45.如权利要求44所述的设备，其特征在于流动装置还包括在所下载的动作数据比动作数据执行前的预定秒数更多时停止下载流文件的装置。
46.一种用于把动画文件下载到连到服务器计算机的远程计算机以在远程计算机上对角色进行动画制作的服务器计算机，其特征在于所述服务器包括：
用于存储有关特定动画角色的一个或多个动画数据的装置，动画数据包括包含动画角色的一个或多个几何模型的持久性数据文件、有关动画角色的纹理以及有关动画角色的声音，这些数据还包括一个或多个动作文件，每个动作文件包含有关动画角色的特定动作的数据，每个动作指定模型的移动；以及
响应于远程计算机的请求，为开始在远程计算机上对动画角色进行动画制作而把持久性数据文件初始地下载到远程计算机的装置；以及
响应于远程计算机的请求，就在由计算机执行动画角色的动作前把动作文件异步地下载到远程计算机的装置。
47.如权利要求46所述的服务器，其特征在于持久性数据可包括动画角色的空闲动作，在第二计算机不对动画角色执行其它动作时执行此空闲动作。
48.如权利要求46所述的服务器，其特征在于计算机还包括持久性存储装置，所述装置包括存储有关该动画角色的持久性数据的角色高速缓冲存储器，从而在动画完成后持久性数据仍驻留在第二计算机上。
49.如权利要求46所述的服务器，其特征在于几何模型还包括通过一根或多根骨头链接在一起的一个或多个关节以及形成关节和骨骼上的皮肤的多个多边形，持久性数据还包括用于动画角色上的每个多边形的形态链接，每个形态链接包括几何模型中多边形的移动与一个或多个关节移动的相关性，从而根据一个或多个关节的移动来确定多边形的移动。
50.如权利要求49所述的服务器，其特征在于形态链接还包括影响多边形的每个关节的贡献值，把影响多边形的所有关节的贡献值加起来以确定多边形的移动。
51.如权利要求50所述的服务器，其特征在于几何模型中的每个关节还包括关节周围的内部影响区和内部影响区周围的外部影响区，其中多边形在内部影响区内的移动类似于关节的移动，多边形在内部影响区以外但在外部影响区以内的移动限于关节的移动，且多边形在外部影响区以外的移动不受关节移动的影响。
52.如权利要求51所述的服务器，其特征在于外部影响区内的多边形离关节越远，则多边形受到关节移动的影响越小。
53.如权利要求46所述的服务器，其特征在于持久性数据还包括动画角色的光照环境映射，光照环境映射包括被光照到一球形表面上的光照模型，从而从该球形上的相应位置查找动画角色上特定位置中的每个多边形的光照。
54.如权利要求49所述的服务器，其特征在于几何模型包括表示动画角色的每一关节的对象，动作文件包括包含有关每一关节在特定动作期间移动的数据的每一关节的对象，动画对象根据动作文件和形态链接而移动。
55.如权利要求54所述的服务器，其特征在于动作文件还包括动作期间的一个或多个关键周期，每个关节能在每个关键周期期间移动。
56.如权利要求55所述的服务器，其特征在于动作文件还包括有关动作的声音轨迹，此声音轨迹与一个或多个关键周期同步。
57.如权利要求54所述的服务器，其特征在于动作文件还包括有关动画角色的多个独立的动作以及根据预定输入选择对动画角色所执行的独立动作之一的装置。
58.一种使用动画数据产生动画角色的计算机实现的系统，其特征在于动画数据包括：
包含动画角色的几何模型的持久性数据文件，该动画角色包括通过一根或多根骨头链接在一起的一个或多个关节、关节和骨骼上的皮肤的多个多边形以及用于动画角色上的每个多边形的形态链接，每个形态链接包括几何模型中多边形的移动与一个或多个关节移动的相关性，从而根据一个或多个关节的移动来确定多边形的移动；以及
一个或多个动作文件，每个动作文件包含有关动画角色的特定动作并指定动画角色中的一个或多个关节在动作期间的移动的数据，其中根据动作文件和形态链接来确定多边形在动作期间在动画角色上的移动。
59.如权利要求58所述的系统，其特征在于形态链接还包括影响多边形的每个关节的贡献值，把影响多边形的所有关节的贡献值加起来以确定多边形的移动。
60.如权利要求59所述的系统，其特征在于几何模型中的每个关节还包括关节周围的内部影响区和内部影响区周围的外部影响区，其中多边形在内部影响区内的移动类似于关节的移动，多边形在内部影响区以外但在外部影响区以内的移动限于关节的移动，且多边形在外部影响区以外的移动不受关节移动的影响。
61.如权利要求60所述的系统，其特征在于外部影响区内的多边形离关节越远，则多边形受到关节移动的影响越小。
62.一种使用动画数据产生动画角色的计算机实现的系统，其特征在于动画数据包括：
包含动画角色的几何模型的持久性数据文件，该动画角色包括通过一根或多根骨头链接在一起的一个或多个关节、形成关节和骨骼上的皮肤的多个多边形以及用于动画角色上的每个多边形的形态链接，每个形态链接包括几何模型中多边形的移动与一个或多个关节移动的相关性，从而根据一个或多个关节的移动来确定多边形的移动；以及
一个或多个动作文件，每个动作文件包含有关动画角色的特定动作并指定动画角色中的一个或多个关节在动作期间的移动的数据，其中根据动作文件和形态链接来确定多边形在动作期间在动画角色上的移动。
63.一种使用动画数据产生动画角色的计算机实现的系统，其特征在于动画数据包括：
包含有关动画角色的信息的持久性数据文件，该动画角色包括动画角色中的关节；以及
一个或多个动作文件，每个动作文件包含有关动画角色的特定动作并指定动画角色在动作期间的移动的数据，每个动作文件包括包含有关动画角色的移动的数据的动作对象以及有关动作预定部分的一个或多个数据块，每个块包括包含有关动画角色的每一关节的动作数据的一个或多个轨迹。
64.一种在计算机上对角色进行动画制作的系统，其特征在于包括：
第一计算机，用于存储有关特定动画角色的一个或多个数据，这些数据包括包含持久性数据文件和一个或多个动作文件，每个动作文件包含有关动画角色的特定动作的数据，包括动作对象及有关动作的预定部分的一个或多个数据块；以及
由通信网络连到第一计算机的第二计算机，第二计算机还包括为开始对动画角色进行动画制作而从服务器计算机初始地下载持久性数据文件的装置以及就在由第二计算机执行动画角色的动作前从第一计算机异步地下载动作文件的装置，动作下载还包括为执行动作而初始地下载动作对象和第一动作数据块的装置以及在执行动作时异步地下载其它动作数据块的装置。
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