[发明专利]一种根据人体动作驱动的雕塑三维模型生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据人体动作驱动的雕塑三维模型生成方法，特别是将改进的Kinect动作识别技术与能够保存虚拟雕塑三维模型风格特征的网格编辑方法相结合实现雕塑三维模型创意生成方法。

背景技术

随着数字雕塑软件迅猛的发展，不但在软件的数量和功能上有突飞猛进的提高，在行业的应用上也有很大的拓展，从游戏行业到影视动画再到玩具手办制作，我们都越来越多的看到数字雕塑软件的身影。并且，数字雕塑软件的出现也改变了很多设计师的工作流程，强大的雕塑建模功能和颜色绘制功能解放了艺术家的灵感，可以让设计师把更多的精力关注在设计和创作上，将软件的操作难度降到最低。

到目前为止，数字雕塑软件主要有三个类别，第一类是以ZBrush为代表的数字雕塑软件，这类软件的主要功能是雕塑建模，它制作模型的功能强大，并且对多边形面数的支持高。第二类是带有数字雕塑功能的三维软件。例如Modo、Silo等，这类软件的功能更多，由于雕塑模型并不是它们的主要功能，所以在雕塑功能和面数支持上都比不上前一类软件，但使用这类软件可以避免在不同的软件中频繁切换。另外现在也有越来越多的三维软件集成了数字雕塑功能，例如3D Max和Maya。第三类是一些工业设计方面的软件，比较著名的有FreeForm等，一些浮雕软件也可以归在这个类别里，这些软件相对于前两类软件应用的范围更专一，使用的用户也少很多。

我们应该看到，虽然这些软件为专业用户（雕塑工作者）和非专业用户提供了强大建模功能，但没有提供用于艺术创新的平台和合理便捷的交互方式，这让许多传统雕塑家对这些优秀的软件不屑一顾。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的问题是针对雕塑创作过程当中实体雕塑后期修改费时费力以及雕塑创新过程中创新思想难以具体呈现的问题，提供一种新颖的利用Kinect动作识别技术和网格编辑技术，为雕塑姿态调整提供可视化方法并能保存雕塑的风格特征。

为了解决上述问题，本发明公开了一种根据人体动作驱动的雕塑三维模型生成方法，包括以下步骤：

步骤1：输入虚拟雕塑三维模型，该雕塑模型由一组三角面片构成（虚拟雕塑文件只需满足能够提取顶点信息和三角面片信息，类型可以任意给定）；

步骤2：分析虚拟雕塑三维模型，保存其顶点信息V，边信息E以及三角面片信息Triangle，然后计算顶点，边和三角面片之间的拓扑关系，包括每个顶点的邻接顶点，邻接面，邻接边，每个三角面片的邻接面以及每条边的邻接面；

步骤3：根据步骤2中得到的顶点，边和三角面片信息以及它们之间的拓扑关系，构造虚拟雕塑中顶点之间的测地距离矩阵；

步骤4：选择驱动虚拟雕塑三维模型的控制点，所选择的控制点分为两类：视觉引导点{v_guide}和雕塑骨架点。这两类控制点在雕塑姿态调整的过程中所起的作用不同，视觉引导点用来引导雕塑姿态改变，雕塑骨架点根据用户的需要用来约束雕塑姿态的改变，保存形态特征。

其中n_ske表示雕塑骨架点的数目，1≤guide,skeleton1,skeleton2,...skeletonnske≤nver]]>且n_control=n_ske+1，n_control表示两类控制点的总数目，；

步骤5：计算由控制点形成的特征空间，特征空间由视觉引导点生成，同时受到雕塑骨架点的影响，在最终的特征空间中，每个顶点的特征值与该顶点到视觉引导点的距离成正比，与该顶点到雕塑骨架点的距离成反比，在极端情况下，视觉引导点位置处的特征值为1，雕塑骨架点位置处的特征值为0；

步骤6：启动Kinect摄像头，用户处于摄像头能够识别的区域，利用Kinect提供的骨架追踪技术，获取用户的骨架图像和深度图像；