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题目:基于人体截面环的参数化变形方法的研究与实现

关键词:真实人体建模,人体截面环,参数化建模,公告板技术,表面优化

  摘要



三维人体建模是虚拟现实技术中的重要组成部分,被广泛应用于游戏、电影、服装设计、医学研究等应用领域。真实人体三维建模,是指通过采集现实世界中的人体的形状、纹理数据,在虚拟环境中进行三维重建的技术。模型的真实感可直接通过与真实人体对照进行评估。随着各个领域发展,现有的真实人体建模技术还在不断地改进以适应不同环境下的新的需求。

本文首先研究并分析了现有的真实人体建模方法,然后针对虚拟衣物仿真这一具体应用给出一种全新的真实人体建模方法,通过该方法实现的建模系统操作简单,不需要专业的三维扫描仪器,也不需要操作者具备任何专业知识,整个建模过程只需要操作者提供15个常用的人体测量参数(三围、身高等),以及头部8个方位的照片,并且生成的模型能够满足虚拟衣物仿真的需要。

本文中详细介绍了该方法的设计思想与实现过程。建模步骤可概括如下:1、将人体分为头部和身体两部分,其中身体部分由原始三维扫描模型通过一系列预处理,参数化为截面环的数据结构,作为后续参数化变形的标准人体模型。2、研究人体测量参数与对应部位截面环之间的映射关系,分析出各部位之间测量参数对于截面环的影响并实现变形函数,该函数的输入为人体测量参数值,函数会根据测量值对局部截面环做变形操作,递归地使用变形函数直到变形结果符合参数输入。优化截面环表面,然后将截面环数据三角化,重构为三角网格结构,渲染人体模型。3、预处理头部8方位照片,使用蓝屏抠图技术自动地将照片背景透明化,自动完成剪切、拼接并生成头部纹理。最后使用Billboard(公告板)技术将头部与身体结合,渲染并展示完整的人体模型。