[發(fā)明專利]一種全自動(dòng)的服裝動(dòng)畫生成方法和系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011238395.0
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112241992A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中科深智科技有限公司
• 主分類號: G06T13/40
• 分類號: G06T13/40;G06N3/02;G06N3/08
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本發(fā)明公開了一種全自動(dòng)的服裝動(dòng)畫生成方法和系統(tǒng)，其中方法包括：對服裝運(yùn)動(dòng)和人體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)性進(jìn)行分析，并計(jì)算三維服裝模型上每一頂點(diǎn)基于人體骨架驅(qū)動(dòng)的幾何變形參數(shù)；根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果，將三維服裝模型上的各個(gè)頂點(diǎn)對應(yīng)劃入緊貼骨骼區(qū)域和不緊貼骨骼的寬松區(qū)域；通過一基于幾何的服裝動(dòng)畫模型，并根據(jù)所計(jì)算的每一頂點(diǎn)對應(yīng)的幾何變形參數(shù)驅(qū)動(dòng)劃分到所述緊貼骨骼區(qū)域中的每個(gè)頂點(diǎn)動(dòng)作，并通過一基于物理的服裝動(dòng)畫模型驅(qū)動(dòng)劃入到寬松區(qū)域中的每個(gè)所述頂點(diǎn)動(dòng)作，以自動(dòng)生成人體服裝動(dòng)畫。本發(fā)明根據(jù)服裝模型上的各頂點(diǎn)與人體骨骼運(yùn)動(dòng)的相關(guān)性高低，采用不同的服裝動(dòng)畫模型驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的頂點(diǎn)動(dòng)作，所生成的服裝動(dòng)畫確保了逼真度和實(shí)時(shí)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及服裝動(dòng)畫仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全自動(dòng)的服裝動(dòng)畫生成方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

服裝動(dòng)畫是虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)之一。逼真的虛擬人服裝動(dòng)畫能夠?yàn)樘摂M角色帶來強(qiáng)烈的視覺真實(shí)感，在動(dòng)畫制作、游戲娛樂等文化技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。現(xiàn)有的服裝動(dòng)畫生成方法主要有以下三種：

一、通過單一模型來表示一種或幾種服裝類型，由該單一模型來生成服裝動(dòng)畫，但單一模型能夠表達(dá)的服裝類型很有限，一般用于對單層布料服裝或結(jié)構(gòu)比較簡單的服裝生成服裝動(dòng)畫，而對于一些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，比如多層布料的服裝生成服裝動(dòng)畫的效果較差，逼真度不夠理想。

二、通過基于幾何變形的服裝動(dòng)畫模型生成服裝動(dòng)畫，雖然基于幾何變形的服裝動(dòng)畫模型能夠適應(yīng)更多類型的服裝動(dòng)畫生成的需求，而且在基本保證服裝動(dòng)畫效果的前提下還能兼顧到服裝動(dòng)畫生成的效率，但基于幾何變形的服裝動(dòng)畫模型生成的服裝動(dòng)畫的逼真度與理想狀態(tài)還存在一定差距。

三、通過基于物理的服裝動(dòng)畫模型生成服裝動(dòng)畫，雖然基于物理的服裝動(dòng)畫模型生成的服裝動(dòng)畫更加逼真、自然，更接近服裝動(dòng)畫的理想狀態(tài)，但是基于物理的服裝動(dòng)畫模型計(jì)算量大幅增加，難以確保服裝動(dòng)畫生成的實(shí)時(shí)性，所以在一些對服裝動(dòng)畫生成時(shí)效具有較高要求的應(yīng)用場景，該方法難以得到應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種全自動(dòng)的服裝動(dòng)畫生成方法和系統(tǒng)，以解決上述技術(shù)問題。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

提供一種全自動(dòng)的服裝動(dòng)畫生成方法，包括如下步驟：

1)給定一三維人體模型和一三維服裝模型，選取典型的人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)片段，生成人體服裝動(dòng)畫；

2)根據(jù)所述人體服裝動(dòng)畫，對服裝運(yùn)動(dòng)和人體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)性進(jìn)行分析，并計(jì)算所述三維服裝模型上每一頂點(diǎn)基于人體骨架驅(qū)動(dòng)的幾何變形參數(shù)；

3)根據(jù)服裝運(yùn)動(dòng)和人體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)性分析結(jié)果，將所述三維服裝模型上的各個(gè)頂點(diǎn)對應(yīng)劃入緊貼骨骼區(qū)域和不緊貼骨骼的寬松區(qū)域；

4)通過一基于幾何的服裝動(dòng)畫模型，并根據(jù)步驟2)所計(jì)算的每一所述頂點(diǎn)對應(yīng)的幾何變形參數(shù)驅(qū)動(dòng)劃分到所述緊貼骨骼區(qū)域中的每個(gè)所述頂點(diǎn)動(dòng)作，并通過一基于物理的服裝動(dòng)畫模型驅(qū)動(dòng)劃入到所述寬松區(qū)域中的每個(gè)所述頂點(diǎn)動(dòng)作，生成人體服裝動(dòng)畫；

5)以所述三維人體模型、所述三維服裝模型、所述人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)片段和生成的所述人體服裝動(dòng)畫作為深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本訓(xùn)練形成所述服裝動(dòng)畫模型；

6)以所述三維人體模型、所述三維服裝模型和所述人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)片段為模型輸入，所述服裝動(dòng)畫模型自動(dòng)生成服裝動(dòng)畫并輸出。

優(yōu)選地，所述步驟2)中，將所述三維服裝模型上的所述頂點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)位置與所述三維人體模型的骨骼運(yùn)動(dòng)位置發(fā)生沖突的概率作為所述頂點(diǎn)與人體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)度。

優(yōu)選地，所述步驟3)中，當(dāng)所述相關(guān)度大于一閾值時(shí)，表示所述頂點(diǎn)緊貼人體骨骼，并通過數(shù)據(jù)標(biāo)注方法將該所述頂點(diǎn)劃入到所述緊貼骨骼區(qū)域中；