[發明專利]一種基于人體拉普拉斯變形的服裝變形方法

有效

• 申請號: 201910376727.2
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN110176063B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 駱立康;王露苑;金小剛;劉郴;黃寧海;邵澤希
• 申請（專利權）人: 浙江凌迪數字科技有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于人體拉普拉斯變形的服裝變形方法，包括步驟：

(1)在空間中輸入人體網格模型和服裝網格模型，分別進行離散化處理，得到離散人體頂點集和離散服裝頂點集；進行離散化處理的同時記錄下輸入的人體網格模型和服裝網格模型中所有頂點之間的距離和原始拓撲連接關系；

(2)對離散人體頂點集和離散服裝頂點集分別進行聚類，形成均勻離散人體頂點集和均勻離散服裝頂點集，具體方法為：將離散人體頂點集和離散服裝頂點集所在的空間進行體素化處理，將空間均分成若干個體素立方體，將位于同一個體素立方體內的離散人體頂點或離散服裝頂點聚類成為一個人體頂點或服裝頂點，形成均勻離散人體頂點集和均勻離散服裝頂點集；根據步驟(1)中記錄的原始拓撲連接關系，給均勻離散人體頂點集和均勻離散服裝頂點集內所有頂點之間添加邊連接關系；

(3)定義均勻離散人體頂點集和均勻離散服裝頂點集中所有頂點的集合為頂點集V，構建拉普拉斯矩陣；所述的拉普拉斯矩陣為n×n的稀疏矩陣，n為頂點集V包含的頂點個數，拉普拉斯矩陣中的元素a_ij的賦值如下：

當i≠j時，若頂點i與頂點j之間有一條邊相連，則a_ij＝-1，否則a_ij＝0；

當i＝j時，a_ij為與頂點i有邊相連的頂點個數；

(4)控制離散化、聚類后的人體網格模型的頂點，帶動離散化、聚類后的服裝網格模型進行實時光滑形變，具體方法為：

(a)計算頂點集V中每個頂點的微分坐標：

Δ＝LV

其中，Δ為n×3的矩陣，表示n個頂點的微分坐標；L表示構建的拉普拉斯矩陣；V為n×3的矩陣，表示n個頂點的歐式坐標；

(b)在離散化、聚類后的人體網格模型的頂點集中選取若干個頂點作為控制手柄，輸入所選取頂點要變形到達的歐式坐標系下的新位置u_i，i∈C，C表示控制手柄上的所有頂點的集合；

(c)根據步驟(a)求得的微分坐標和步驟(b)獲取的控制手柄上頂點的新位置u_i，通過拉普拉斯變形求解頂點集V所有頂點在歐式坐標系下的新位置，具體歸結為求解一個帶位置約束的最優化問題，最優化方程如下：

其中，V′矩陣的每一行表示頂點集V所有頂點在歐式坐標系下的新位置向量；v′_i表示計算得到的控制手柄上第i個頂點的新位置；

(d)求解步驟(c)中的最優化方程，得到頂點集V變形后所有頂點在歐式坐標系下的新位置；

(5)將變形后的人體網格模型和服裝網格模型映射回步驟(1)的空間，完成基于人體拉普拉斯變形的服裝網格變形，具體方法為：根據步驟(1)所記錄的輸入的人體網格模型和服裝網格模型中所有頂點之間的距離和原始拓撲連接關系，利用變形后的均勻離散人體頂點集和均勻離散服裝頂點集內所有頂點的新位置計算出步驟(1)空間中的人體網格模型和服裝網格模型的頂點的新位置，同時恢復原始拓撲連接關系，完成基于人體拉普拉斯變形的服裝網格變形。