基于模型分解的虛擬人骨架提取及其動(dòng)畫研究.pdf

1、作為虛擬世界中的主體，虛擬人承載著真實(shí)再現(xiàn)人類行為的使命，如何使虛擬人根據(jù)人類意志做出栩栩如生的動(dòng)作，一直以來都吸引著研究者們的探索的目光。其中，骨骼動(dòng)畫以其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、效果逼真的優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用，但是如何通過這種簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)來仿真人體復(fù)雜結(jié)構(gòu)的行為動(dòng)作，仍是一個(gè)需要不斷進(jìn)行深入發(fā)掘的難點(diǎn)問題。而三維皮膚模型的構(gòu)建、精確骨架的獲取以及骨骼綁定的效果等，無一不是影響虛擬人運(yùn)動(dòng)真實(shí)感的重要因素。因此，為了合成生動(dòng)、連貫的虛擬人運(yùn)動(dòng)以及實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室文

2、本驅(qū)動(dòng)虛擬人表情及動(dòng)作的目標(biāo)，本文針對(duì)基于骨架提取的虛擬人動(dòng)畫展開深入研究。
　　首先，為了滿足可同時(shí)驅(qū)動(dòng)虛擬人表情和動(dòng)作的要求，采用對(duì)身體及頭部分別建模的方法構(gòu)造出虛擬人皮膚。使用三維建模軟件將二維人體原畫轉(zhuǎn)化為一個(gè)無頭的三維軀體，將其與實(shí)驗(yàn)室前期完成的頭部模型連接來獲得兼顧人臉動(dòng)畫標(biāo)準(zhǔn)的虛擬人皮膚，表情動(dòng)畫的合成工作將由實(shí)驗(yàn)室的其他成員完成。然后，針對(duì)當(dāng)前骨架提取算法較為復(fù)雜，且專門針對(duì)人體的骨架提取方法較少的問題，提出一種基

3、于模型分解的三維人體骨架提取方法。該方法通過綜合分析模型分支以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來獲取骨架點(diǎn)。其中分支計(jì)算由頂點(diǎn)到特征點(diǎn)的最小測(cè)地距離實(shí)現(xiàn)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則由測(cè)地距離函數(shù)以及劃分闔值共同決定。本文在模型分支內(nèi)逐層求取相同拓?fù)鋵哟蔚捻旤c(diǎn)集合，并通過實(shí)驗(yàn)討論閾值的合適取值以得到逼近關(guān)節(jié)位置的各骨架點(diǎn)，從而獲取較為精確且與姿勢(shì)無關(guān)的虛擬人骨架結(jié)構(gòu)。最后，將提取骨架點(diǎn)進(jìn)行層次化構(gòu)建并由骨骼投影法分配綁定權(quán)重之后，使用線性混合蒙皮算法將構(gòu)造的皮膚模型與提取骨架