[發明專利]一種發型三維建模方法、人物三維建模方法及系統

有效

• 申請號: 202110571300.5
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113269888B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 呂琳;陳瀚;陳明海
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T17/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種發型三維建模方法，其特征是：包括以下步驟：

(1)獲取數字化發型，提取其頂點信息，并計算方向場；

(2)以發絲為處理單位，對發型進行篩選，去除離散發絲；

(3)提取發型的輪廓頂點，計算頂點法向并對輪廓頂點進行優化；具體過程包括：

步驟(3-1)：提取輪廓點；

步驟(3-2)：對每個三角面片中從同一點起始邊進行叉乘獲取面法向，根據該法向是否與其他面相交判斷法向內外朝向，若面法向朝向模型內部，則反轉法向；

步驟(3-3)：針對每一個頂點根據其構成的三角面片面積對面法向進行加權平均，計算得出頂點法向；

步驟(3-4)：對輪廓頂點進行優化，將所有輪廓點沿著法向進行小幅偏移，獲取偏移后的表面頂點；

(4)根據輪廓頂點和法向，進行表面重建，對重建的模型進行重新網格化處理，得到發型三維模型。

2.如權利要求1所述的一種發型三維建模方法，其特征是：所述步驟(1)的具體過程包括：

獲取數字化發型，自動讀取頂點信息；

依次處理每一根由點序列構成的發絲，并根據近鄰點之間的先后關系計算每個點的方向，為發型生成方向場。

3.如權利要求1所述的一種發型三維建模方法，其特征是：所述步驟(2)的具體過程包括：

步驟(2-1)：對發絲進行聚類：對每根發絲均勻采樣K個頂點作為特征，根據特征對發絲進行層次聚類，設置聚類終止簇數C；

步驟(2-2)：對發絲進行過濾：計算簇平均發絲數，當一個簇內的發絲數少于比例值σ與平均發絲數的積，則過濾該簇中所有發絲。

4.如權利要求1所述的一種發型三維建模方法，其特征是：所述步驟(4)中，根據輪廓頂點和法向，進行表面重建包含以下步驟：

步驟(4-1)：采用近鄰點加權平均的方法，對所有頂點的法向進行平均化；

步驟(4-2)：采用篩選泊松表面重建對帶有法向信息的輪廓頂點進行重建。

5.如權利要求1所述的一種發型三維建模方法，其特征是：所述步驟(4)中，對重建的模型進行重新網格化處理包含以下步驟：

步驟(4-a)：使用表面平滑方法對網格進一步處理，保留主要特征，同時平滑變化趨勢；

步驟(4-b)：采用各向異性的網格重劃分方法，生成三角網格，得到重建的發型三維模型。

6.一種人物三維建模方法，其特征是：包括以下步驟：

選擇發型三維模型，所述發型三維模型是基于權利要求1-5中任一項所述的一種發型三維建模方法生成的；

生成或選擇人臉模型，將發型三維模型配準至人臉模型上，得到人物肖像三維模型。

7.一種發型三維建模系統，其特征是：包括：

頂點提取模塊，被配置為根據數字化發型，提取其頂點信息，并計算方向場；

篩選模塊，被配置為以發絲為處理單位，對發型進行篩選，去除離散發絲；

優化模塊，被配置為提取發型的輪廓頂點，計算頂點法向并對輪廓頂點進行優化；具體過程包括：

提取輪廓點；

對每個三角面片中從同一點起始邊進行叉乘獲取面法向，根據該法向是否與其他面相交判斷法向內外朝向，若面法向朝向模型內部，則反轉法向；

針對每一個頂點根據其構成的三角面片面積對面法向進行加權平均，計算得出頂點法向；

對輪廓頂點進行優化，將所有輪廓點沿著法向進行小幅偏移，獲取偏移后的表面頂點；

網格化模塊，被配置為根據輪廓頂點和法向，進行表面重建，對重建的模型進行重新網格化處理，得到發型三維模型。

8.一種電子設備，其特征是：包括存儲器和處理器以及存儲在存儲器上并在處理器上運行的計算機指令，所述計算機指令被處理器運行時，完成權利要求1-5中任一項所述的方法中的步驟。

9.一種計算機可讀存儲介質，其特征是：用于存儲計算機指令，所述計算機指令被處理器執行時，完成權利要求1-5中任一項所述的方法中的步驟。