[发明专利]一种基于遗传算法的动漫模型设计方法

说明书

技术领域

本发明为动漫模型的设计，具体为一种基于遗传算法的动漫模型设计方法。 

背景技术

三维动漫建模是指把现实生活中真实存在的或假想出来的三维实体在三维动漫制作软件的界面中用空间中的点、线、面、体等形式表现出来，这些点、线、面、体的位置、方向、大小等要素直接决定着这个模型的逼真程度。三维动漫建模技术是动漫制作中重要的一部分，目前使用计算机图形学的方法建立起逼真的三维模型仍然是一项具有很大挑战性的工作。 

本方法基于Maya平台，借助Maya强大的建模、动漫制作功能以及优秀的脚本编程扩展能力，借鉴遗传算法的思想和方法，通过交互式方法，可以生成大量形态各异、各具特色的动漫模型。 

发明内容

动漫模型设计是一项极大的依赖于人的创造力和想象力的活动。本发明能够为设计人员提供一种自动化、智能化的动漫模型设计方法。本方法以遗传算法为基础，通过交互式图形设计系统，为设计人员提供设计工具。 

本方法的理论基础取自于生物进化科学、计算机科学及设计方法的交叉学科，其主要算法借鉴生物科学的进化理论；其实现依赖计算机科学的计算模型、算法及可视化技术，其最终服务对象是信息时代的动漫设计人员。基于遗传算法的动漫模型设计方法主要包括以下几个阶段：(1)基本动漫模型的设计；(2)动漫模型优化；(3)基于遗传算法的动漫模型进化。通过本方法，设计人员只需简单的点击鼠标就可以得到丰富的卡通造型。 

以下详细介绍设计过程的三个阶段。 

1、基本动漫模型的设计可以通过以下任何一种方法得到基本动漫模型。 

方法1：使用NURBS造型技术，通过放样建立动漫模型第一步：构造3阶NURBS曲线，数学公式为一有理多项式矢量函数(提供1到7阶，默认为3阶)： c(n)=Σi=0nwipiN(i,k)(u)Σi=0nwiN(i,k)(u)]]>其中，w_i(i＝0，1，…，n)称为权因子，分别与控制顶点p_i(i＝0，l，…，n)相联系。N_(i，k)(u)为k次规范B样条基函数。 

第二步：按放样顺序自上而下或由下而上选择曲线进行放样，放样出NURBS曲面。如图1所示。 

第三步：通过对NURBS曲面进行编辑，可以很方便地完成一些特殊的曲面构造工作。如图2所示。 

方法2：动漫模型识别与重构第一步：手工制作或从因特网中导入造型模型Obj。如图3所示。 

第二步：通过getAttr(Obj.spanU)或getAttr(Obj.spanV)函数获得造型U、V两方向结构线数目isoparm_num。 

第三步：使用duplicateCurve函数对造型U方向或V方向的结构线进行提取。如图4所示。 

第四步：使用xform函数获取每条结构线上控制编辑点(EP点)的全局位置信息，并存储在ep_point[M][N]二维数组中。