一种家具的动画渲染方法及系统

技术领域

本发明涉及动画渲染技术领域，尤其涉及一种家具的动画渲染方法及系统。

背景技术

随着虚拟现实、增强现实和计算机图形学的发展，家具动画渲染成为了展示家具设计的重要手段，传统的家具动画渲染方法主要依赖于手工建模和手动动画制作，这种方法存在着效率低、周期较长的问题，因此，为了满足现代家具设计领域对高效、准确、逼真的动画渲染需求，需要一种智能化的家具动画渲染方法。

发明内容

本发明为提出一种家具的动画渲染方法，以解决至少一个上述技术问题，包括以下步骤：

步骤S1：获取家具设计图纸及家具基础材料参数；对家具设计图纸进行形态结构分析，以生成家具形态结构数据；对家具基础材料参数进行材质属性分析，生成家具材质属性数据；对家具材质属性数据进行力学结构特征分析，生成家具材质力学性能数据；

步骤S2：根据家具材质力学性能数据对家具形态结构数据进行虚拟建模，构建家具三维虚拟模型；对家具三维虚拟模型进行运动路径规划，以生成运动路径规划数据；根据运动路径规划数据对家具三维虚拟模型进行动态模拟，生成家具动态模拟数据；

步骤S3：对家具动态模拟数据进行位置变化分析，以生成位置变化数据；根据位置变化数据对家具动态模拟数据进行运动轨迹识别，以生成运动轨迹图；基于运动轨迹图对家具三维虚拟模型进行障碍物碰撞仿真，生成家具碰撞响应数据；

步骤S4：对家具三维虚拟模型进行光线照射模拟，从而得到家具光线照射数据；对家具光线照射数据进行光线路径追踪，生成光线路径数据；对光线路径数据进行光照分布分析，以生成光照分布数据；

步骤S5：利用光照分布数据对家具三维虚拟模型进行阴影效果计算，生成家具阴影效果数据；对家具阴影效果数据及光照分布数据进行家具光影场景拟合，生成多层光影场景图；利用多层光影场景图对家具三维虚拟模型进行光影动画渲染，以生成家具光影渲染贴图；

步骤S6：根据家具碰撞响应数据对家具光影渲染贴图进行动态碰撞渲染，以生成家具动态渲染图；对家具动态渲染图进行时序帧优化，以生成时序帧渲染图序列；利用时序帧渲染图序列对家具三维虚拟模型进行动画渲染优化，以生成家具动画渲染模型，以执行家具动画渲染作业。

本发明通过对家具设计图纸进行形态结构分析，分析家具的形状和结构，生成家具的形态结构数据，为后续的建模和模拟提供基础，对家具基础材料参数进行材质属性分析，了解家具材料的特性，通过对家具材质属性数据进行力学结构特征分析，评估家具的力学性能，并生成家具的材质力学性能数据，根据家具的形态结构数据和材质力学性能数据，进行虚拟建模，即将家具转化为三维虚拟模型，为后续的渲染和动画提供基础，对家具三维虚拟模型进行运动路径规划，确定家具的运动轨迹，根据家具的三维虚拟模型和运动路径规划数据，进行动态模拟，模拟家具在运动过程中的行为和变化，对家具的动态模拟数据进行位置变化分析，获得家具在不同时间点的位置信息，生成位置变化数据，为后续的运动轨迹识别和碰撞仿真提供依据，根据位置变化数据，对家具的动态模拟数据进行运动轨迹识别，确定家具的运动轨迹，基于运动轨迹图，对家具的三维虚拟模型进行障碍物碰撞仿真，模拟家具与其他物体的碰撞情况，对家具的三维虚拟模型进行光线照射模拟，模拟光线在家具表面的照射情况，有助于光照分布分析和阴影效果，对家具的光线照射数据进行光线路径追踪，确定光线在家具内部的传播路径，通过分析光线路径数据，得到家具表面的光照分布情况，生成光照分布数据，为后续的阴影效果计算和光影场景拟合提供依据，利用光照分布数据，对家具的三维虚拟模型进行阴影效果计算，模拟家具在光照下产生的阴影效果，结合家具的阴影效果数据和光照分布数据，进行光影场景拟合，将家具的阴影效果与周围环境的光照进行融合，生成多层光影场景图，为后续的光影动画渲染提供依据，利用多层光影场景图，对家具的三维虚拟模型进行光影动画渲染，模拟家具在动画过程中的光影效果，根据家具的碰撞响应数据，对家具的光影渲染贴图进行动态碰撞渲染，模拟家具在碰撞过程中的变化和效果，生成家具的动态渲染图，为最终的动画渲染提供更加真实的效果，对家具的动态渲染图进行时序帧优化，提高动画渲染的流畅度和质量，利用时序帧渲染图序列，对家具的三维虚拟模型进行动画渲染优化，生成具有流畅动画效果的家具动画渲染模型，以执行最终的家具动画渲染作业，呈现出逼真、生动的家具动画渲染效果。

优选地，步骤S1包括以下步骤：

步骤S11：获取家具设计图纸及家具基础材料参数；

步骤S12：对家具设计图纸进行部件分析，生成家具部件数据；

步骤S13：根据家具部件数据对家具设计图纸进行纹理细节识别，得到家具纹理细节数据；

步骤S14：基于家具纹理细节数据对家具设计图纸进行形态结构分析，以生成家具形态结构数据；

步骤S15：对家具基础材料参数进行材质属性分析，生成家具材质属性数据；

步骤S16：对家具材质属性数据进行力学结构特征分析，生成家具材质力学性能数据。

本发明通过获取家具设计图纸和基础材料参数，家具设计图纸提供家具的外观和结构信息，基础材料参数提供材料的物理特性和质量等信息，用于后续步骤的分析和建模，通过对家具设计图纸进行部件分析，将家具的不同部件进行划分和识别，有助于后续步骤中对部件的纹理细节、形态结构和力学特性等进行分析和处理，通过对家具部件数据进行纹理细节识别，获取家具设计图纸中不同部件的纹理细节信息，如纹理图案、颜色和材质等，以实现真实感和细节效果，通过对家具纹理细节数据进行形态结构分析，了解家具的外观形态、尺寸和结构等信息，有助于确保家具的形态结构在动画渲染过程中得到准确呈现，并为后续的三维建模和动画效果提供基础，通过对家具基础材料参数进行材质属性分析，获取材料的物理特性、质量和颜色等属性数据，通过对家具材质属性数据进行力学结构特征分析，了解家具材料在力学上的行为，如承重能力、刚度和变形等，以确保家具在动画中的运动和行为符合真实物体的行为。

优选地，步骤S2的具体步骤为：

步骤S21：根据家具材质力学性能数据对家具形态结构数据进行虚拟建模，构建家具三维虚拟模型；

步骤S22：对家具三维虚拟模型进行运动约束分析，生成家具运动约束数据；

步骤S23：根据家具运动约束数据对家具三维虚拟模型进行运动路径规划，以生成运动路径规划数据；

步骤S24：对运动路径规划数据进行平滑插值，以生成运动路径平滑插值数据；

步骤S25：根据运动路径平滑插值数据对家具三维虚拟模型进行动态模拟，生成家具动态模拟数据。

本发明通过根据家具材质力学性能数据对家具形态结构数据进行虚拟建模，创建一个精确的家具三维虚拟模型，模型考虑家具的形状、尺寸和材质力学性能，以确保在后续的动态模拟和动画渲染过程中，通过对家具三维虚拟模型进行运动约束分析，确定家具在动画中的运动范围和约束条件，运动约束数据用于后续的运动路径规划和动态模拟，确保家具的运动行为符合预期，基于家具运动约束数据，对家具三维虚拟模型进行运动路径规划，确定家具在动画中的运动轨迹和路径，有助于在动画中控制家具的运动方式、速度和方向，以实现预期的动画效果，并确保家具在运动过程中遵循约束条件，通过对运动路径规划数据进行平滑插值，创建平滑的运动路径，以提高家具的运动流畅性和真实感，平滑插值确保家具的运动在动画中显得自然而连续，避免不必要的抖动或不连贯的移动，通过根据运动路径平滑插值数据对家具三维虚拟模型进行动态模拟，模拟家具在动画中的运动行为和物理交互，包括家具的移动、旋转、碰撞等，以实现逼真的动画效果，动态模拟数据用于后续的碰撞检测、物理效果和动画渲染。

优选地，步骤S22的具体步骤为：

步骤S221：对家具部件数据进行部件结构约束分析，以生成部件结构约束数据；

步骤S222：对家具材质力学性能数据进行运动驱动分析，生成运动驱动特性数据；

步骤S223：根据对运动驱动特性数据对部件结构约束数据进行结构间兼容性分析，生成结构间兼容性数据；

步骤S224：对运动驱动特性数据进行家具运动阻尼量化，以生成家具运动阻尼效果数据；

步骤S225：根据家具运动阻尼效果数据对家具三维虚拟模型进行运动约束范围计算，生成运动约束范围；

步骤S226：根据结构间兼容性数据及运动约束范围对家具三维虚拟模型进行运动约束分析，生成家具运动约束数据。

本发明通过对家具部件数据进行部件结构约束分析，确定各个部件之间的结构约束关系，生成的部件结构约束数据用于后续的运动约束分析和运动路径规划，确保在动画中，各个部件的相对位置和相互作用满足家具设计和结构要求，通过对家具材质力学性能数据进行运动驱动分析，了解家具材质在运动过程中的特性和响应，生成的运动驱动特性数据帮助理解家具材质的弯曲、扭转、伸缩等运动方式，为后续的动态模拟和运动路径规划提供基础，通过对运动驱动特性数据和部件结构约束数据进行结构间兼容性分析，评估各个部件之间的兼容性和协调性，确定哪些部件同时运动或如何协调它们的运动，以确保家具在动画中的运动表现自然且合理，通过对运动驱动特性数据进行家具运动阻尼量化，分析家具在运动过程中的阻尼效果，生成的家具运动阻尼效果数据用于模拟家具的惯性、阻力和回弹等动态特性，使得家具在动画中的运动更加逼真和平滑，通过根据家具运动阻尼效果数据对家具三维虚拟模型进行运动约束范围计算，确定家具在动画中的可移动范围和受限区域，生成的运动约束范围用于限制家具的运动范围，以确保家具在动画中的运动行为符合设计意图和物理规律，通过根据结构间兼容性数据和运动约束范围对家具三维虚拟模型进行运动约束分析，确定家具各个部件的运动范围和限制，生成的家具运动约束数据用于后续的运动路径规划和动态模拟，确保家具在动画中的运动行为符合结构约束、兼容性和运动范围的要求。

优选地，步骤S3的具体步骤为：

步骤S31：对家具动态模拟数据进行位置变化分析，以生成位置变化数据；

步骤S32：对位置变化数据进行位置变化幅度检测，生成位置变化幅度数据；

步骤S33：根据位置变化幅度数据对家具动态模拟数据进行运动轨迹识别，以生成运动轨迹数据；

步骤S34：对运动轨迹数据进行轨迹图拟合，以生成运动轨迹图；

步骤S35：基于运动轨迹图对家具三维虚拟模型进行障碍物碰撞仿真，生成家具碰撞响应数据。

本发明通过对家具动态模拟数据进行位置变化分析，获取家具在不同时间点的位置信息，生成的位置变化数据记录家具的位置随时间的变化情况，为后续的运动轨迹生成和碰撞检测提供基础，通过对位置变化数据进行位置变化幅度检测，量化家具在各个时间点的位置变化幅度，生成的位置变化幅度数据用于评估家具的运动速度和加速度，以便更准确地模拟家具在动画中的运动效果，通过根据位置变化幅度数据进行运动轨迹识别，确定家具的运动轨迹，生成的运动轨迹数据描述家具在动画中的路径和运动方式，为后续的轨迹图拟合和碰撞检测提供依据，通过对运动轨迹数据进行轨迹图拟合，将离散的运动轨迹数据整合成平滑的运动轨迹图，生成的运动轨迹图更直观地表示家具在动画中的运动路径，为后续的碰撞检测和障碍物仿真提供便利，基于运动轨迹图对家具三维虚拟模型进行障碍物碰撞仿真，模拟家具在动画中与其他物体的碰撞行为，生成的家具碰撞响应数据描述家具与障碍物之间的碰撞情况，包括碰撞位置、碰撞力度等信息，从而实现更真实的碰撞效果和交互动画渲染。

优选地，步骤S35的具体步骤为：

步骤S351：对运动路径规划数据进行障碍物模拟，生成障碍物数据；

步骤S352：通过障碍物数据对运动轨迹图进行障碍物标记，构建障碍物标记图；

步骤S353：基于障碍物标记图对家具三维虚拟模型进行障碍物碰撞仿真，生成障碍物碰撞仿真数据；

步骤S354：对障碍物碰撞仿真数据进行碰撞形变识别，生成家具运动碰撞形变数据；

步骤S355：对家具运动碰撞形变数据进行碰撞响应分析，生成家具碰撞响应数据。

本发明通过对运动路径规划数据进行障碍物模拟，模拟在家具运动过程中可能出现的障碍物，描述障碍物的位置、形状和大小等信息，为后续的碰撞仿真和碰撞形变识别提供基础，通过将障碍物数据应用于运动轨迹图，对运动轨迹图进行障碍物标记，构建的障碍物标记图为后续的障碍物碰撞仿真提供了准确的碰撞区域信息，基于障碍物标记图进行障碍物碰撞仿真，模拟家具与障碍物之间的碰撞行为，通过对家具三维虚拟模型进行碰撞仿真，生成的障碍物碰撞仿真数据描述碰撞发生的时间、位置、力度等信息，从而实现更真实的碰撞效果，通过对障碍物碰撞仿真数据进行碰撞形变识别，分析家具在碰撞过程中的形变情况，生成的家具运动碰撞形变数据描述家具在碰撞发生后的形状变化、位移等信息，为后续的碰撞响应分析提供依据，通过对家具运动碰撞形变数据进行碰撞响应分析，评估家具在碰撞过程中的响应情况，生成的家具碰撞响应数据描述碰撞后的位移、形变、应力等信息，为动画渲染过程中的碰撞效果和交互性提供更准确的数据支持。

优选地，步骤S4的具体步骤为：

步骤S41：对家具三维虚拟模型进行光线照射模拟，从而得到家具光线照射数据；

步骤S42：根据家具材质属性数据对家具光线照射数据进行材质光学特性分析，以生成家具材质光学特性数据；

步骤S43：基于家具材质光学特性数据对家具光线照射数据进行光线路径追踪，生成光线路径数据；

步骤S44：对家具三维虚拟模型进行边缘结构检测，生成家具边缘结构数据；

步骤S45：根据家具边缘结构数据对光线路径数据进行光照分布分析，以生成光照分布数据。

本发明通过对家具三维虚拟模型进行光线照射模拟，模拟光线在家具表面的照射情况，生成的家具光线照射数据描述家具在不同位置和角度下的光照强度、颜色等信息，为后续的材质光学特性分析和光线路径追踪提供基础，通过对家具光线照射数据进行材质光学特性分析，分析家具材质在光线照射下的反射、折射、吸收等特性，生成的家具材质光学特性数据描述家具材质对光线的响应规律，为后续的光线路径追踪提供材质属性的参考，通过基于家具材质光学特性数据进行光线路径追踪，模拟光线在家具表面的反射、折射等路径，生成的光线路径数据描述光线在家具表面的传播路径和与材质交互的过程，通过对家具三维虚拟模型进行边缘结构检测，识别家具模型中的边缘结构信息，生成的家具边缘结构数据描述家具模型中边缘的位置、角度等信息，为后续的光照分布分析提供边缘信息的支持，根据家具边缘结构数据对光线路径数据进行光照分布分析，分析光线在家具表面的照射和反射分布情况，生成的光照分布数据描述家具表面的明暗、阴影等光照效果，为动画渲染过程中的光照效果提供依据。

优选地，步骤S5的具体步骤为：

步骤S51：利用光照分布数据对家具三维虚拟模型进行阴影效果计算，生成家具阴影效果数据；

步骤S52：对家具阴影效果数据及光照分布数据进行分布边缘散射分析，以生成分布边缘散射数据；

步骤S53：对分布边缘散射数据进行光照分布边缘软化修正，以生成分布边缘软化修正数据；

步骤S54：通过分布边缘软化修正数据对家具三维虚拟模型进行家具光影场景拟合，生成家具光影场景图；

步骤S55：对家具光影场景图进行多层光线采样，生成多层光影场景图；

步骤S56：利用多层光影场景图对家具三维虚拟模型进行光影动画渲染，以生成家具光影渲染贴图。

本发明通过光照分布数据对家具三维虚拟模型进行阴影效果计算，模拟光线在家具表面产生的阴影效果，生成的家具阴影效果数据描述家具的阴影形状、强度和颜色等信息，为后续的光照分布边缘散射分析和分布边缘软化修正提供基础，通过对家具阴影效果数据及光照分布数据进行分布边缘散射分析，分析家具阴影边缘处的散射情况，生成分布边缘散射数据描述阴影边缘的模糊程度和散射强度，为后续的光照分布边缘软化修正提供参考，通过对分布边缘散射数据进行光照分布边缘软化修正，调整阴影边缘处的光照分布，使其更加自然和逼真，描述光照在阴影边缘处的渐变和过渡效果，为后续的家具光影场景拟合提供修正后的数据，通过利用分布边缘软化修正数据对家具三维虚拟模型进行光影场景拟合，将修正后的光影效果应用到家具模型中，生成真实的光影场景图，家具光影场景图包含阴影、高光、反射等光照效果，为后续的光影动画渲染提供基础，通过对家具光影场景图进行多层光线采样，捕捉不同光线方向和强度下的光影信息，生成的多层光影场景图提供更多细节和质感，为后续的光影动画渲染增加真实感和视觉效果，通过利用多层光影场景图对家具三维虚拟模型进行光影动画渲染，将光照效果应用到家具模型中，并生成最终的家具光影渲染贴图，家具光影渲染贴图展现家具在动画中的真实光照、阴影和反射效果，提升动画的视觉质量和逼真度。

优选地，步骤S6的具体步骤为：

步骤S61：根据家具碰撞响应数据对家具光影渲染贴图进行动态碰撞渲染，以生成家具动态渲染图；

步骤S62：对家具动态渲染图进行时序运动分析，以生成时序运动数据；

步骤S63：根据时序运动数据对家具动态渲染图进行时序帧优化，以生成时序帧渲染图序列；

步骤S64：对时序帧渲染图序列进行超像素序列增强，以生成超像素时序帧渲染图序列；

步骤S65：通过超像素时序帧渲染图序列对家具三维虚拟模型进行动画渲染优化，以生成家具动画渲染模型，以执行家具动画渲染作业。

本发明通过根据家具碰撞响应数据对家具光影渲染贴图进行动态碰撞渲染，模拟家具在动画中的碰撞行为，生成的家具动态渲染图展现家具在动画过程中的碰撞效果，增加动画的真实感和视觉冲击力，通过对家具动态渲染图进行时序运动分析，分析家具在动画中的运动轨迹和变化情况，生成的时序运动数据描述家具的位置、旋转、缩放等运动参数随时间变化的情况，为后续的时序帧优化提供依据，通过根据时序运动数据对家具动态渲染图进行时序帧优化，优化动画中每一帧的渲染效果，生成的时序帧渲染图序列包含平滑的过渡和连贯的动画效果，提升动画的流畅性和观赏性，通过对时序帧渲染图序列进行超像素序列增强，对动画帧进行分割和处理，提高渲染图的质量和效果，生成的超像素时序帧渲染图序列减少数据量并保留关键信息，提升动画渲染的效率和视觉效果，通过利用超像素时序帧渲染图序列对家具三维虚拟模型进行动画渲染优化，生成最终的家具动画渲染模型，家具动画渲染模型包含动画序列、渲染参数和优化结果，用于执行家具动画渲染作业，最终呈现出逼真的家具动画效果。

在本说明书中，提供一种家具的动画渲染系统，用于执行如上所述的家具的动画渲染方法，包括：

结构分析模块，获取家具设计图纸及家具基础材料参数；对家具设计图纸进行形态结构分析，以生成家具形态结构数据；对家具基础材料参数进行材质属性分析，生成家具材质属性数据；对家具材质属性数据进行力学结构特征分析，生成家具材质力学性能数据；

动态模拟模块，根据家具材质力学性能数据对家具形态结构数据进行虚拟建模，构建家具三维虚拟模型；对家具三维虚拟模型进行运动路径规划，以生成运动路径规划数据；根据运动路径规划数据对家具三维虚拟模型进行动态模拟，生成家具动态模拟数据；

碰撞响应模块，对家具动态模拟数据进行位置变化分析，以生成位置变化数据；根据位置变化数据对家具动态模拟数据进行运动轨迹识别，以生成运动轨迹图；基于运动轨迹图对家具三维虚拟模型进行障碍物碰撞仿真，生成家具碰撞响应数据；

光线路径追踪模块，对家具三维虚拟模型进行光线照射模拟，从而得到家具光线照射数据；对家具光线照射数据进行光线路径追踪，生成光线路径数据；对光线路径数据进行光照分布分析，以生成光照分布数据；

光影场景模块，利用光照分布数据对家具三维虚拟模型进行阴影效果计算，生成家具阴影效果数据；对家具阴影效果数据及光照分布数据进行家具光影场景拟合，生成多层光影场景图；利用多层光影场景图对家具三维虚拟模型进行光影动画渲染，以生成家具光影渲染贴图；

渲染模型模块，根据家具碰撞响应数据对家具光影渲染贴图进行动态碰撞渲染，以生成家具动态渲染图；对家具动态渲染图进行时序帧优化，以生成时序帧渲染图序列；利用时序帧渲染图序列对家具三维虚拟模型进行动画渲染优化，以生成家具动画渲染模型，以执行家具动画渲染作业。

本发明通过结构分析模块通过形态结构分析，理解家具的形状、尺寸和组成部分，通过材质属性分析，了解家具材料的特性，如颜色、纹理等，通过力学结构特征分析，评估家具的强度、稳定性等力学特性。动态模拟模块通过虚拟建模，将家具的形态结构数据转化为三维虚拟模型，以便后续的动态模拟和渲染，通过运动路径规划，确定家具在动画中的运动轨迹和动作，通过动态模拟，模拟家具在运动过程中的姿态变化和动作表现，生成家具的动态模拟数据，使家具在动画中呈现出逼真的运动效果，碰撞响应模块对家具动态模拟数据进行位置变化分析了解家具在动画中的位置变化情况，生成位置变化数据，通过运动轨迹识别，识别家具在动画中的运动轨迹，生成运动轨迹图，通过障碍物碰撞仿真，模拟家具与其他物体的碰撞情况，生成家具的碰撞响应数据，确保家具在动画中的碰撞行为更加真实和逼真，光线路径追踪模块通过光线照射模拟，模拟光线在家具表面的照射情况，得到家具的光线照射数据，通过光线路径追踪，追踪光线在家具内部的传播路径，生成光线路径数据，通过光照分布数据的分析，了解家具表面的光照情况，生成光照分布数据，这为后续的光影场景模块提供了基础，光影场景模块通过阴影效果计算，模拟家具在光照下的阴影效果，生成家具的阴影效果数据，通过光影场景拟合，将家具的阴影效果与光照分布进行融合，生成多层光影场景图，通过光影动画渲染，为家具的三维虚拟模型添加逼真的光影效果，生成家具的光影渲染贴图，渲染模型模块通过动态碰撞渲染，模拟家具在碰撞过程中的光影变化，生成家具的动态渲染图，通过时序帧优化，对动态渲染图进行处理，优化渲染效果和流畅度，生成时序帧渲染图序列，通过动画渲染优化，为家具的三维虚拟模型生成高质量的动画渲染模型，执行家具动画渲染作业。

附图说明

图1为本发明一种家具的动画渲染方法的步骤流程示意图。

图2为步骤S1的详细实施步骤流程示意图。

图3为步骤S2的详细实施步骤流程示意图。

图4为步骤S3的详细实施步骤流程示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请实施例提供一种家具的动画渲染方法及系统。所述家具的动画渲染方法及系统的执行主体包括但不限于搭载该系统的：机械设备、数据处理平台、云服务器节点、网络上传设备等可看作本申请的通用计算节点，所述数据处理平台包括但不限于：音频图像管理系统、信息管理系统、云端数据管理系统至少一种。

请参阅图1至图4，本发明提供了一种家具的动画渲染方法，所述家具的动画渲染方法包括以下步骤：

步骤S1：获取家具设计图纸及家具基础材料参数；对家具设计图纸进行形态结构分析，以生成家具形态结构数据；对家具基础材料参数进行材质属性分析，生成家具材质属性数据；对家具材质属性数据进行力学结构特征分析，生成家具材质力学性能数据；

步骤S2：根据家具材质力学性能数据对家具形态结构数据进行虚拟建模，构建家具三维虚拟模型；对家具三维虚拟模型进行运动路径规划，以生成运动路径规划数据；根据运动路径规划数据对家具三维虚拟模型进行动态模拟，生成家具动态模拟数据；

步骤S3：对家具动态模拟数据进行位置变化分析，以生成位置变化数据；根据位置变化数据对家具动态模拟数据进行运动轨迹识别，以生成运动轨迹图；基于运动轨迹图对家具三维虚拟模型进行障碍物碰撞仿真，生成家具碰撞响应数据；

步骤S4：对家具三维虚拟模型进行光线照射模拟，从而得到家具光线照射数据；对家具光线照射数据进行光线路径追踪，生成光线路径数据；对光线路径数据进行光照分布分析，以生成光照分布数据；

步骤S5：利用光照分布数据对家具三维虚拟模型进行阴影效果计算，生成家具阴影效果数据；对家具阴影效果数据及光照分布数据进行家具光影场景拟合，生成多层光影场景图；利用多层光影场景图对家具三维虚拟模型进行光影动画渲染，以生成家具光影渲染贴图；

步骤S6：根据家具碰撞响应数据对家具光影渲染贴图进行动态碰撞渲染，以生成家具动态渲染图；对家具动态渲染图进行时序帧优化，以生成时序帧渲染图序列；利用时序帧渲染图序列对家具三维虚拟模型进行动画渲染优化，以生成家具动画渲染模型，以执行家具动画渲染作业。

本发明通过对家具设计图纸进行形态结构分析，分析家具的形状和结构，生成家具的形态结构数据，为后续的建模和模拟提供基础，对家具基础材料参数进行材质属性分析，了解家具材料的特性，通过对家具材质属性数据进行力学结构特征分析，评估家具的力学性能，并生成家具的材质力学性能数据，根据家具的形态结构数据和材质力学性能数据，进行虚拟建模，即将家具转化为三维虚拟模型，为后续的渲染和动画提供基础，对家具三维虚拟模型进行运动路径规划，确定家具的运动轨迹，根据家具的三维虚拟模型和运动路径规划数据，进行动态模拟，模拟家具在运动过程中的行为和变化，对家具的动态模拟数据进行位置变化分析，获得家具在不同时间点的位置信息，生成位置变化数据，为后续的运动轨迹识别和碰撞仿真提供依据，根据位置变化数据，对家具的动态模拟数据进行运动轨迹识别，确定家具的运动轨迹，基于运动轨迹图，对家具的三维虚拟模型进行障碍物碰撞仿真，模拟家具与其他物体的碰撞情况，对家具的三维虚拟模型进行光线照射模拟，模拟光线在家具表面的照射情况，有助于光照分布分析和阴影效果，对家具的光线照射数据进行光线路径追踪，确定光线在家具内部的传播路径，通过分析光线路径数据，得到家具表面的光照分布情况，生成光照分布数据，为后续的阴影效果计算和光影场景拟合提供依据，利用光照分布数据，对家具的三维虚拟模型进行阴影效果计算，模拟家具在光照下产生的阴影效果，结合家具的阴影效果数据和光照分布数据，进行光影场景拟合，将家具的阴影效果与周围环境的光照进行融合，生成多层光影场景图，为后续的光影动画渲染提供依据，利用多层光影场景图，对家具的三维虚拟模型进行光影动画渲染，模拟家具在动画过程中的光影效果，根据家具的碰撞响应数据，对家具的光影渲染贴图进行动态碰撞渲染，模拟家具在碰撞过程中的变化和效果，生成家具的动态渲染图，为最终的动画渲染提供更加真实的效果，对家具的动态渲染图进行时序帧优化，提高动画渲染的流畅度和质量，利用时序帧渲染图序列，对家具的三维虚拟模型进行动画渲染优化，生成具有流畅动画效果的家具动画渲染模型，以执行最终的家具动画渲染作业，呈现出逼真、生动的家具动画渲染效果。

本发明实施例中，参考图1，为本发明一种家具的动画渲染方法的步骤流程示意图，在本实施例中，所述家具的动画渲染方法的步骤包括：

步骤S1：获取家具设计图纸及家具基础材料参数；对家具设计图纸进行形态结构分析，以生成家具形态结构数据；对家具基础材料参数进行材质属性分析，生成家具材质属性数据；对家具材质属性数据进行力学结构特征分析，生成家具材质力学性能数据。

本实施例中，收集家具设计图纸和相关的基础材料参数，包括家具的尺寸、形状、构造等信息，并将其转化为电子格式，对设计图纸进行解析，提取家具的形态结构信息，包括家具的各个部分、连接方式、尺寸关系等，根据家具设计图纸中所描述的材料信息，获取家具的基础材料参数，如木材种类、颜色、纹理等，利用材料属性数据库或相关工具，对家具基础材料参数进行分析和处理，得到相应的材质属性数据，对家具材质属性数据进行力学结构特征分析，进行强度、稳定性、刚度等方面的力学分析，评估家具的力学性能，根据分析结果，生成家具材质力学性能数据，包括家具的强度参数、变形特性、极限载荷等信息。

步骤S2：根据家具材质力学性能数据对家具形态结构数据进行虚拟建模，构建家具三维虚拟模型；对家具三维虚拟模型进行运动路径规划，以生成运动路径规划数据；根据运动路径规划数据对家具三维虚拟模型进行动态模拟，生成家具动态模拟数据。

本实施例中，使用三维建模软件（如Blender、3dsMax、AutoCAD等），根据家具形态结构数据创建家具的三维模型，在建模过程中，根据家具的尺寸、形状和连接方式等信息，将家具的各个部件进行精确建模，并确保模型与设计图纸一致，对家具三维虚拟模型进行运动路径规划，根据家具的设计要求和场景需求，确定家具的运动路径和动作序列，考虑家具的形态结构、材质力学性能数据以及运动限制等因素，进行路径规划，以生成运动路径规划数据，在模拟过程中，考虑家具的材质力学性能数据，对模型进行动态模拟，模拟家具在运动过程中的变形、应力和碰撞等行为，通过模拟，生成家具的动态模拟数据，包括家具的运动轨迹、变形情况、应力分布等信息。

步骤S3：对家具动态模拟数据进行位置变化分析，以生成位置变化数据；根据位置变化数据对家具动态模拟数据进行运动轨迹识别，以生成运动轨迹图；基于运动轨迹图对家具三维虚拟模型进行障碍物碰撞仿真，生成家具碰撞响应数据。

本实施例中，从家具动态模拟数据中提取家具各个部件的位置信息，对位置信息进行分析和处理，计算家具各个部件在不同时间点的位置变化量，生成位置变化数据，包括家具各个部件的位置坐标随时间的变化情况，利用位置变化数据，识别家具各个部件的运动轨迹，根据位置变化数据中的位置坐标变化，绘制家具各个部件在三维空间中的运动轨迹图，运动轨迹图以曲线或线段的形式表示，展示家具部件的运动路径和运动方式，利用碰撞检测算法，检测家具运动轨迹上可能的障碍物碰撞情况，在模拟中引入障碍物模型，并与家具三维虚拟模型进行碰撞检测，通过碰撞检测，生成家具碰撞响应数据，包括碰撞发生的时间、位置、碰撞力等信息。

步骤S4：对家具三维虚拟模型进行光线照射模拟，从而得到家具光线照射数据；对家具光线照射数据进行光线路径追踪，生成光线路径数据；对光线路径数据进行光照分布分析，以生成光照分布数据。

本实施例中，使用光线追踪渲染器（如BlenderCycles、LuxCoreRender等）对家具三维虚拟模型进行光线照射模拟，设置光源的位置、类型、强度等参数，并将光线投射到家具模型上，通过光线与家具模型的交互，计算每个像素点的颜色值和光照强度等信息，生成家具光线照射数据，包括每个像素点的颜色、明暗程度等信息，在光线追踪模拟中，记录光线从光源到达家具模型上每个像素点的路径信息，跟踪光线在场景中的反射、折射和漫射等过程，记录光线的轨迹和交互情况，生成光线路径数据，包括光线的起始点、方向、碰撞点、反射情况等信息，根据光线路径数据，分析光线在家具模型上的分布情况，考虑家具表面的材质属性和光线的传播规律，计算光线的能量损失和衰减情况，生成光照分布数据，包括家具各个部分的明暗程度、光照强度分布等信息。

步骤S5：利用光照分布数据对家具三维虚拟模型进行阴影效果计算，生成家具阴影效果数据；对家具阴影效果数据及光照分布数据进行家具光影场景拟合，生成多层光影场景图；利用多层光影场景图对家具三维虚拟模型进行光影动画渲染，以生成家具光影渲染贴图。

本实施例中，使用光线追踪技术和光照分布数据，计算家具模型在场景中的阴影效果，考虑光源位置、光照强度和方向等参数，确定阴影的形成方式和程度，根据光照分布数据和家具模型的几何形状，计算阴影的位置、形状和颜色等信息，生成家具阴影效果数据，包括每个像素点的阴影信息，将家具阴影效果数据与光照分布数据进行融合，生成多层光影场景图，将家具的阴影效果与场景中的其他元素（如地面、墙壁等）进行融合，形成完整的光影场景，根据光照分布数据和阴影效果数据，调整光照强度和阴影的透明度，使场景更加真实和逼真，生成多层光影场景图，包括家具的光照、阴影、反射等信息，将多层光影场景图应用于家具三维虚拟模型，进行光影动画渲染，考虑家具模型的材质属性和光照场景的变化，计算每一帧的光照和阴影效果，根据光影场景图和家具模型的几何信息，生成每一帧的家具光影渲染贴图，渲染贴图包括光照、阴影、反射等效果，呈现家具在不同光照条件下的真实外观。

步骤S6：根据家具碰撞响应数据对家具光影渲染贴图进行动态碰撞渲染，以生成家具动态渲染图；对家具动态渲染图进行时序帧优化，以生成时序帧渲染图序列；利用时序帧渲染图序列对家具三维虚拟模型进行动画渲染优化，以生成家具动画渲染模型，以执行家具动画渲染作业。

本实施例中，使用家具碰撞响应数据，确定家具模型在动画中的碰撞和变形情况，根据碰撞响应数据，调整家具光影渲染贴图，使其能够反映碰撞时的动态变化，根据碰撞过程中的光照和阴影变化，更新家具光影渲染贴图，生成动态渲染图，生成的家具动态渲染图包含了碰撞和动态变形的效果，对家具动态渲染图进行时序分析，并进行帧优化，以提高动画渲染的流畅度和质量，考虑动画的关键帧和过渡帧，优化动画序列的帧率和渲染效果，使用插值和插帧技术，补充和平滑动画序列中的帧，确保动画的连续性和真实感，生成优化后的时序帧渲染图序列，用于后续的动画渲染处理，将时序帧渲染图序列应用于家具三维虚拟模型，进行动画渲染优化，考虑家具模型的几何形状和动画序列的帧信息，计算每一帧的动画渲染效果，根据渲染图序列和家具模型的动画变化，生成家具的动画渲染模型，完成家具的动画渲染作业，并生成最终的家具动画渲染模型文件，可用于展示和导出。

本实施例中，参考图2，为步骤S1的详细实施步骤流程示意图，本实施例中，所述步骤S1的详细实施步骤包括：

步骤S11：获取家具设计图纸及家具基础材料参数；

步骤S12：对家具设计图纸进行部件分析，生成家具部件数据；

步骤S13：根据家具部件数据对家具设计图纸进行纹理细节识别，得到家具纹理细节数据；

步骤S14：基于家具纹理细节数据对家具设计图纸进行形态结构分析，以生成家具形态结构数据；

步骤S15：对家具基础材料参数进行材质属性分析，生成家具材质属性数据；

步骤S16：对家具材质属性数据进行力学结构特征分析，生成家具材质力学性能数据。

本实施例中，获取家具设计图纸及家具基础材料参数，对家具设计图纸进行分析，识别出家具的各个部件，如框架、椅背、椅腿等，根据设计图纸中的尺寸和形状信息，生成每个部件的几何数据，包括位置、大小、形状等，利用图像处理和计算机视觉技术，对家具设计图纸进行纹理细节识别，识别出设计图纸中的纹理细节，如木纹、纹理图案等，并提取相关数据，利用图像处理和计算机视觉技术，对家具设计图纸进行纹理细节识别，识别出家具中的纹理细节，如木纹、纹理图案等，并提取相关数据，基于家具纹理细节数据，对家具设计图纸进行形态结构分析，分析家具的形状、结构和组件之间的关系，生成家具的形态结构数据，包括各个部件的连接方式、关节位置等，对家具基础材料参数进行分析，了解家具材料的属性，如颜色、质地、反射率等，生成家具的材质属性数据，描述不同部件所使用材料的特性和外观信息，基于家具的材质属性数据，进行力学结构特征分析，分析家具材料的力学性能，如强度、刚度、耐久性等，并生成相应的材质力学性能数据。

本实施例中，参考图3，为步骤S2的详细实施步骤流程示意图，本实施例中，所述步骤S2的详细实施步骤包括：

步骤S21：根据家具材质力学性能数据对家具形态结构数据进行虚拟建模，构建家具三维虚拟模型；

步骤S22：对家具三维虚拟模型进行运动约束分析，生成家具运动约束数据；

步骤S23：根据家具运动约束数据对家具三维虚拟模型进行运动路径规划，以生成运动路径规划数据；

步骤S24：对运动路径规划数据进行平滑插值，以生成运动路径平滑插值数据；

步骤S25：根据运动路径平滑插值数据对家具三维虚拟模型进行动态模拟，生成家具动态模拟数据。

本实施例中，利用家具的形态结构数据和材质力学性能数据，进行虚拟建模，将家具的各个部件的几何数据和连接关系转化为三维模型的形式，使用计算机辅助设计（CAD）软件或三维建模工具，根据形态结构数据创建家具的三维几何模型，对家具三维虚拟模型进行运动约束分析，确定家具各个部件的运动自由度和约束关系，根据家具的实际结构和设计意图，确定家具各个部件的运动范围、相对位置和相对运动约束，基于家具的运动约束数据，进行运动路径规划，确定家具各个部件在动画中的运动路径和变化规律，使用运动规划算法，根据约束条件和动画需求，生成家具各个部件的运动路径规划数据，对家具的运动路径规划数据进行平滑插值处理，以保证动画的连续性和流畅性，使用插值算法，对运动路径规划数据进行平滑插值，生成平滑的运动路径插值数据，将平滑的运动路径插值数据应用于家具的三维虚拟模型，进行动态模拟，根据运动路径插值数据，计算每一帧家具模型的位置、姿态和形变等动态变化信息，生成家具的动态模拟数据，包括每一帧家具模型的动画变化信息，用于后续的动画渲染和展示。

本实施例中，步骤S22的具体步骤为：

步骤S221：对家具部件数据进行部件结构约束分析，以生成部件结构约束数据；

步骤S222：对家具材质力学性能数据进行运动驱动分析，生成运动驱动特性数据；

步骤S223：根据对运动驱动特性数据对部件结构约束数据进行结构间兼容性分析，生成结构间兼容性数据；

步骤S224：对运动驱动特性数据进行家具运动阻尼量化，以生成家具运动阻尼效果数据；

步骤S225：根据家具运动阻尼效果数据对家具三维虚拟模型进行运动约束范围计算，生成运动约束范围；

步骤S226：根据结构间兼容性数据及运动约束范围对家具三维虚拟模型进行运动约束分析，生成家具运动约束数据。

本实施例中，对家具的部件数据进行结构约束分析，确定各个部件之间的连接方式和约束关系，根据家具设计和制造的要求，分析部件之间的结构约束，包括固定连接、可调节连接等，根据家具的材质力学性能数据，分析材料的变形、强度和刚度等特性，根据材质力学性能数据，确定家具部件的运动驱动特性，包括弹性变形、刚性变形和运动响应等，根据运动驱动特性数据，分析家具部件之间的结构间兼容性，确定各个部件的结构约束是否与运动驱动特性相兼容，保证家具在运动过程中的稳定性和可靠性，根据运动驱动特性数据，进行家具运动阻尼量化分析，评估家具在运动过程中的阻尼效果，确定家具部件的阻尼特性，包括减震、缓冲和阻尼等，控制家具的运动速度和稳定性，基于家具运动阻尼效果数据，计算家具各个部件的运动约束范围，确定家具部件在运动过程中的最大位移、角度和速度等限制，以保证运动的安全和合理性，结合结构间兼容性数据和运动约束范围，对家具三维虚拟模型进行运动约束分析，确定家具各个部件的运动自由度和约束关系，生成家具运动约束数据，包括部件的运动范围和约束条件。

本实施例中，参考图4，为步骤S3的详细实施步骤流程示意图，本实施例中，所述步骤S3的详细实施步骤包括：

步骤S31：对家具动态模拟数据进行位置变化分析，以生成位置变化数据；

步骤S32：对位置变化数据进行位置变化幅度检测，生成位置变化幅度数据；

步骤S33：根据位置变化幅度数据对家具动态模拟数据进行运动轨迹识别，以生成运动轨迹数据；

步骤S34：对运动轨迹数据进行轨迹图拟合，以生成运动轨迹图；

步骤S35：基于运动轨迹图对家具三维虚拟模型进行障碍物碰撞仿真，生成家具碰撞响应数据。

本实施例中，分析家具动态模拟数据，提取每一帧家具模型的位置信息，将位置信息转化为位置变化数据，计算每一帧相对于前一帧的位置变化量，对位置变化数据进行幅度检测，计算每一帧位置变化的大小，根据设定的阈值或比较相邻帧之间的位置变化差异，确定位置变化的幅度，根据位置变化幅度数据，识别出家具动态模拟数据中的运动轨迹，根据位置变化的幅度和变化趋势，确定家具部件的运动轨迹，包括直线运动、曲线运动等，将运动轨迹数据进行轨迹图拟合，将运动轨迹转化为平滑的轨迹图，使用拟合算法，将离散的运动轨迹点连接起来，生成连续的平滑轨迹图，基于运动轨迹图，对家具三维虚拟模型进行障碍物碰撞仿真，考虑家具模型和环境中的障碍物，检测家具模型在运动过程中与障碍物的碰撞情况，生成家具碰撞响应数据，包括碰撞位置、碰撞力度和碰撞效果等信息。

本实施例中，步骤S35的具体步骤为：

步骤S351：对运动路径规划数据进行障碍物模拟，生成障碍物数据；

步骤S352：通过障碍物数据对运动轨迹图进行障碍物标记，构建障碍物标记图；

步骤S353：基于障碍物标记图对家具三维虚拟模型进行障碍物碰撞仿真，生成障碍物碰撞仿真数据；

步骤S354：对障碍物碰撞仿真数据进行碰撞形变识别，生成家具运动碰撞形变数据；

步骤S355：对家具运动碰撞形变数据进行碰撞响应分析，生成家具碰撞响应数据。

本实施例中，根据已有的运动路径规划数据，确定家具模型在运动过程中可能遇到的障碍物位置和形状，根据障碍物的属性（如形状、大小等），生成障碍物数据，包括障碍物的位置、边界信息等，将生成的障碍物数据与运动轨迹图进行对应，确定障碍物在轨迹图上的位置和范围，在运动轨迹图上标记出障碍物的位置和形状，创建障碍物标记图，用于后续的碰撞仿真，将家具三维虚拟模型与障碍物标记图进行碰撞仿真，在仿真环境中，模拟家具模型在运动过程中与障碍物的碰撞情况，并记录碰撞发生的位置、碰撞力度等相关数据，生成障碍物碰撞仿真数据，用于后续的碰撞形变识别和碰撞响应分析，分析障碍物碰撞仿真数据，提取家具模型在碰撞过程中的形变信息，通过对比碰撞前后的家具模型状态，识别出碰撞造成的形变，并记录相关数据，如形变程度、形变区域等，基于家具运动碰撞形变数据，进行碰撞响应分析，分析碰撞形变的程度、位置和影响范围等，评估碰撞对家具模型的影响，生成家具碰撞响应数据，包括碰撞效果、碰撞力度等信息。

本实施例中，步骤S4的具体步骤为：

步骤S41：对家具三维虚拟模型进行光线照射模拟，从而得到家具光线照射数据；

步骤S42：根据家具材质属性数据对家具光线照射数据进行材质光学特性分析，以生成家具材质光学特性数据；

步骤S43：基于家具材质光学特性数据对家具光线照射数据进行光线路径追踪，生成光线路径数据；

步骤S44：对家具三维虚拟模型进行边缘结构检测，生成家具边缘结构数据；

步骤S45：根据家具边缘结构数据对光线路径数据进行光照分布分析，以生成光照分布数据。

本实施例中，将家具三维虚拟模型导入光线追踪软件或渲染引擎，设置光源的位置、光照强度和光线的属性，如颜色、方向等，运行光线追踪算法，模拟光线从光源发出后在家具表面的反射、折射、吸收等过程，记录每个像素点的光线照射强度和颜色，生成家具光线照射数据，获取家具的材质属性数据，包括反射率、折射率、透明度等，根据家具材质属性数据，对家具光线照射数据进行光学特性分析，考虑材质的反射、折射、透明度等因素，计算每个像素点的光线在材质上的表现，生成家具材质光学特性数据，利用家具材质光学特性数据，对光线照射数据进行光线路径追踪，从光源出发，沿着光线路径追踪，考虑反射、折射、散射等光线与家具表面的相互作用，记录光线在家具内部的传播路径，包括反射、折射和散射的位置和强度信息，生成光线路径数据，对家具三维虚拟模型进行边缘检测算法的应用，识别出家具模型的边缘结构，提取边缘的位置、曲率和法线等信息，生成家具边缘结构数据，基于家具边缘结构数据，分析光线路径数据在家具表面的光照分布情况，考虑边缘的反射、折射和散射特性，计算每个像素点的光照分布，生成光照分布数据，记录每个像素点的光照强度和颜色，反映家具表面的光照情况。

本实施例中，步骤S5的具体步骤为：

步骤S51：利用光照分布数据对家具三维虚拟模型进行阴影效果计算，生成家具阴影效果数据；

步骤S52：对家具阴影效果数据及光照分布数据进行分布边缘散射分析，以生成分布边缘散射数据；

步骤S53：对分布边缘散射数据进行光照分布边缘软化修正，以生成分布边缘软化修正数据；

步骤S54：通过分布边缘软化修正数据对家具三维虚拟模型进行家具光影场景拟合，生成家具光影场景图；

步骤S55：对家具光影场景图进行多层光线采样，生成多层光影场景图；

步骤S56：利用多层光影场景图对家具三维虚拟模型进行光影动画渲染，以生成家具光影渲染贴图。

本实施例中，将家具三维虚拟模型与光源位置相对应，计算每个像素点的阴影效果，根据光源的位置和家具模型的几何信息，确定每个像素点是否受到光源直接照射，考虑家具模型内部的遮挡关系，计算阴影的强度和颜色，生成家具阴影效果数据，记录每个像素点的阴影信息，分析家具阴影效果和光照分布之间的边缘区域，检测边缘散射现象，根据边缘散射的特征，计算边缘散射的强度和颜色，生成分布边缘散射数据，记录每个像素点的边缘散射信息，分析边缘散射数据中的边缘区域，对边缘进行软化处理，使过渡更加平滑，根据光照分布的特征，调整边缘散射的强度和颜色，实现软化效果，生成分布边缘软化修正数据，记录每个像素点的修正信息，利用分布边缘软化修正数据，将家具三维虚拟模型与光影场景进行拟合，将修正后的边缘散射效果应用于家具模型的边缘区域，使得光影过渡更加自然，结合家具模型的几何信息和光照分布数据，计算每个像素点的光照效果，生成家具光影场景图，记录每个像素点的光照和阴影信息，对家具模型的每个像素点，发射多条光线，与场景中的物体进行相交计算，记录每条光线在家具模型上的交点和颜色信息，生成多层光影场景图，记录多个层次的光照和阴影信息，根据场景中的光照和阴影信息，计算每个像素点在不同时间点的光照效果，考虑光源的移动和家具模型的动画效果，生成连续的光影渲染贴图，将光影渲染贴图应用于家具三维虚拟模型，呈现出逼真的光影效果。

本实施例中，步骤S6的具体步骤为：

步骤S61：根据家具碰撞响应数据对家具光影渲染贴图进行动态碰撞渲染，以生成家具动态渲染图；

步骤S62：对家具动态渲染图进行时序运动分析，以生成时序运动数据；

步骤S63：根据时序运动数据对家具动态渲染图进行时序帧优化，以生成时序帧渲染图序列；

步骤S64：对时序帧渲染图序列进行超像素序列增强，以生成超像素时序帧渲染图序列；

步骤S65：通过超像素时序帧渲染图序列对家具三维虚拟模型进行动画渲染优化，以生成家具动画渲染模型，以执行家具动画渲染作业。

本实施例中，根据家具碰撞响应数据，确定家具在不同时间点的碰撞状态和位置，在家具光影渲染贴图上，根据碰撞状态和位置信息，调整光照和阴影效果，考虑碰撞时的能量传递和反射，修改碰撞区域的光照亮度和阴影强度，生成家具动态渲染图，记录家具在碰撞过程中的动态光影效果，基于家具动态渲染图，进行时序运动分析，跟踪家具在不同时间点的位置和姿态变化，记录家具的运动轨迹和关键帧信息，生成时序运动数据，描述家具的运动状态和变化，利用时序运动数据，对家具动态渲染图进行时序帧优化，根据关键帧信息，生成中间帧，使得家具的运动过渡更加平滑，考虑家具的形变和纹理变化，对每个时序帧进行优化处理，生成时序帧渲染图序列，包含家具在不同时间点的渲染图像，对时序帧渲染图序列进行超像素分割，将每个渲染图像划分为多个超像素区域，根据超像素区域的特征和运动信息，增强每个超像素区域的细节和纹理，考虑光照和阴影的变化，调整超像素区域的亮度和对比度，生成超像素时序帧渲染图序列，记录经过增强的渲染图像，利用超像素时序帧渲染图序列，对家具三维虚拟模型进行动画渲染优化，将每个超像素时序帧渲染图应用于家具模型的相应部分，实现动画效果，考虑家具的形变和纹理变化，调整每个超像素区域的渲染效果，生成家具动画渲染模型，包含经过优化的动画渲染效果。

在本实施例中，提供一种家具的动画渲染系统，用于执行如上所述的家具的动画渲染方法，包括：

结构分析模块，获取家具设计图纸及家具基础材料参数；对家具设计图纸进行形态结构分析，以生成家具形态结构数据；对家具基础材料参数进行材质属性分析，生成家具材质属性数据；对家具材质属性数据进行力学结构特征分析，生成家具材质力学性能数据；

动态模拟模块，根据家具材质力学性能数据对家具形态结构数据进行虚拟建模，构建家具三维虚拟模型；对家具三维虚拟模型进行运动路径规划，以生成运动路径规划数据；根据运动路径规划数据对家具三维虚拟模型进行动态模拟，生成家具动态模拟数据；

碰撞响应模块，对家具动态模拟数据进行位置变化分析，以生成位置变化数据；根据位置变化数据对家具动态模拟数据进行运动轨迹识别，以生成运动轨迹图；基于运动轨迹图对家具三维虚拟模型进行障碍物碰撞仿真，生成家具碰撞响应数据；

光线路径追踪模块，对家具三维虚拟模型进行光线照射模拟，从而得到家具光线照射数据；对家具光线照射数据进行光线路径追踪，生成光线路径数据；对光线路径数据进行光照分布分析，以生成光照分布数据；

光影场景模块，利用光照分布数据对家具三维虚拟模型进行阴影效果计算，生成家具阴影效果数据；对家具阴影效果数据及光照分布数据进行家具光影场景拟合，生成多层光影场景图；利用多层光影场景图对家具三维虚拟模型进行光影动画渲染，以生成家具光影渲染贴图；

渲染模型模块，根据家具碰撞响应数据对家具光影渲染贴图进行动态碰撞渲染，以生成家具动态渲染图；对家具动态渲染图进行时序帧优化，以生成时序帧渲染图序列；利用时序帧渲染图序列对家具三维虚拟模型进行动画渲染优化，以生成家具动画渲染模型，以执行家具动画渲染作业。

本发明通过结构分析模块通过形态结构分析，理解家具的形状、尺寸和组成部分，通过材质属性分析，了解家具材料的特性，如颜色、纹理等，通过力学结构特征分析，评估家具的强度、稳定性等力学特性。动态模拟模块通过虚拟建模，将家具的形态结构数据转化为三维虚拟模型，以便后续的动态模拟和渲染，通过运动路径规划，确定家具在动画中的运动轨迹和动作，通过动态模拟，模拟家具在运动过程中的姿态变化和动作表现，生成家具的动态模拟数据，使家具在动画中呈现出逼真的运动效果，碰撞响应模块对家具动态模拟数据进行位置变化分析了解家具在动画中的位置变化情况，生成位置变化数据，通过运动轨迹识别，识别家具在动画中的运动轨迹，生成运动轨迹图，通过障碍物碰撞仿真，模拟家具与其他物体的碰撞情况，生成家具的碰撞响应数据，确保家具在动画中的碰撞行为更加真实和逼真，光线路径追踪模块通过光线照射模拟，模拟光线在家具表面的照射情况，得到家具的光线照射数据，通过光线路径追踪，追踪光线在家具内部的传播路径，生成光线路径数据，通过光照分布数据的分析，了解家具表面的光照情况，生成光照分布数据，这为后续的光影场景模块提供了基础，光影场景模块通过阴影效果计算，模拟家具在光照下的阴影效果，生成家具的阴影效果数据，通过光影场景拟合，将家具的阴影效果与光照分布进行融合，生成多层光影场景图，通过光影动画渲染，为家具的三维虚拟模型添加逼真的光影效果，生成家具的光影渲染贴图，渲染模型模块通过动态碰撞渲染，模拟家具在碰撞过程中的光影变化，生成家具的动态渲染图，通过时序帧优化，对动态渲染图进行处理，优化渲染效果和流畅度，生成时序帧渲染图序列，通过动画渲染优化，为家具的三维虚拟模型生成高质量的动画渲染模型，执行家具动画渲染作业。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在申请文件的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。

以上述所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。