[发明专利]一种人物分段建模方法

说明书

本发明涉及一种人物模型重建方法，公开了一种人物分段建模方法，包括使用三维扫描仪采集人物头部点的云数据，构建人物头部模型；对构建的人物头部模型进行预处理，得到预处理后的人物头部模型；采用基于边曲率及面积误差的边折叠简化方法来简化预处理后的人物头部模型，且采用交互式方法进行保留人物头部模型的细节特征；对得到的人物头部模型与人体躯干数据库中的人体躯干模型进行匹配及融合，最终得到完整的人体模型。该方法提高了建模的效率，增加模型的多样性，在群体仿真中具有很高的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种建模方法，尤其涉及一种人物分段建模方法。

背景技术

计算机群体动画因为具有准确、智能以及操作性强的特点，已经在动漫动画、网游制作、交通管理、人群疏散和灾难逃生等方面取得了很好的效果。如何对真实的人体进行三维建模并应用到群体动画中是当前群体动画仿真系统面临的一个重要挑战。

传统的三维人体建模通常使用结构光或者激光扫描仪，虽然能获得高精度的个性化三维人体模型，但是成本高而且操作复杂。微软推出的Kinect设备利用红外技术，能够实现低成本下三维信息的快捷获取。这一突破，极大地推动了一些使用三维技术的应用，如基于Kinect的人体动作识别、骨骼建模、人脸识别、场景三维重建等，都成为相关领域的研究热点。Kinect深度摄像机以其成本低而且操作简单的特点，也常被作为扫描仪用于实时快速地构建个性化的三维人体模型。

但由于Kinect扫描的模型点云密度太大，由其构建的三维人体模型很难被广泛地应用。比如，在人群仿真场景中，由于人群规模巨大，要求人体实时渲染速度快。若直接将Kinect扫描的三维人体模型应用到群体仿真中，无疑会增加系统开销、降低人群仿真的效率。因此如何简化模型以及如何保留模型的细节特征，并获得一个简单且与原模型高相似度的模型是一个很有意义的问题。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，本发明提供一种人物分段建模方法。该方法基于3D设备获得头部高精度具有真实感个性化的头部模型，采用基于边曲率与面积误差的边折叠简化方法，并采用交互式方式保留头部模型的细节特征，然后选择合适的身体模型与头部模型自动融合，重建一个完整的人物模型。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种人物分段建模方法，包括：

步骤(1)：使用三维扫描仪采集人物头部点的云数据，构建人物头部模型；

步骤(2)：对构建的人物头部模型进行预处理，得到预处理后的人物头部模型；

步骤(3)：采用基于边曲率及面积误差的边折叠简化方法来简化预处理后的人物头部模型，且采用交互式方法进行保留人物头部模型的细节特征；

步骤(4)：对步骤(3)得到的人物头部模型与人体躯干数据库中的人体躯干模型进行匹 配及融合，最终得到完整的人体模型。

所述步骤(2)中预处理的具体过程为：

步骤(2.1)：将构建人物头部模型的拓扑结构映射到图上，采用图论的方法去除人物头部模型中的碎片，得到去除碎片的人物头部模型；

步骤(2.2)：判断去除碎片的人物头部模型中是否存在漏洞，若存在，则采用支撑径向基函数的层次化方法对人物头部模型进行修补，采用拉普拉斯方法对漏洞修复后的人物头部模型进行平滑处理；

若不存在漏洞，则采用拉普拉斯方法对无漏洞的人物头部模型进行平滑处理。

所述步骤(2.1)的具体过程为：

步骤(2.1.1)：将构建人物头部模型的拓扑结构映射到图上，初始化人物头部模型的拓扑结构；

步骤(2.1.2)：采用图的深度遍历方法遍历图G，保留最大的连通图G_max；