[发明专利]用于将附件对象拟合到化身的方法和装置

说明书

一种将附件对象自动地拟合到化身的方法。该方法包含以下步骤：提供化身、提供附件对象、提供附件对象不能穿透的模板、并且作为将该模板拟合到化身的结果而将附件对象拟合到化身。本发明提供了一种自动化过程，其理论上不需要人为干预来将附件对象(例如服装)装配到化身上。

技术领域

本发明涉及计算机实现的物理数据操纵，尤其涉及处理和转换物理对象的三维(3D)扫描数据的机制。

背景技术

3D身体扫描是使用3D身体扫描仪在3D中捕获人体的动作。3D人体扫描仪可以捕获人体或仅捕获特定部位，以生成非常详细的3D模型。产生的结果则是在计算机上可以看到被捕获的身体或肢体的3D模型。根据所需的应用程序和所使用的3D人体扫描仪，3D模型可以具有与原始图像完美匹配的颜色和纹理，或者仅仅是网格，一种形成身体形状的点云。

然而，没有经过进一步手工操作的原始扫描的人体3D数据，只能直接用于3D打印。相比之下，化身(数字人物)是对3D扫描数据(可能包括视频学、纹理转移和装扮中的至少一种)的数据结构的完整改造，以便用于数字应用，例如动画、数字衣物装配等。与原始扫描的3D数据相比，化身具有非常相似的几何和纹理外观但是完全不同的数据结构以提供以下的一个或多个属性(非排他性)：清晰的解剖模型拓扑；UV映射(即，将2D图像投影到3D模型的表面以进行纹理映射的3D建模过程)；皮肤纹理，包括身体、面部、手指指标；骨骼和皮肤指标；小且高质量的文件(例如20mb)，通过以法线图/高度图的形式将几何细节融入到参数空间中；等等。

用于从3D扫描数据转换到化身的常规技术需要大量的手动专业知识(例如，一个团队的数以周计的工作)以创建哪怕仅仅单个化身，并且此过程的自动化在此之前尚未实现过。没有自动化，上述手动专业知识的高成本和时间意味着化身的应用仅被限于特定范围，例如电影和电视中名人的数字替身。

发明内容

鉴于前述背景，本发明的目的是提供一种将3D扫描数据转换为化身的替代方法，其消除或至少减轻了上述技术问题。

通过独立权利要求的特征的组合来满足上述目的；从属权利要求公开了本发明的其他有利实施方式。

本领域技术人员将从以下描述中得出本发明的其他目的。因此，上述目的陈述并非详尽，仅用于说明本发明的许多目的中的一些目的。

因此，在一个方面，本发明提供一种将3D扫描对象转换为化身的方法。该方法包括对3D扫描对象进行3D分割以获得分割结果的步骤；以及使第一模板适应对象的分割结果以创建化身。第一模板包括拓扑，并且适应步骤包含将第一模板的拓扑映射到分割结果以创建化身的步骤。

在一个实施方式中，第一模板的拓扑包括含有骨架和骨架关节的信息。

在另一实施方式中，3D扫描对象包含姿势，并且在映射步骤之后，第一模板与姿势基本匹配。

在另一实施方式中，3D扫描对象包括形状，并且在映射步骤之后，第一模板与形状基本匹配。

在另一实施方式中，化身还包含顶点，并且其中该方法还包括将顶点约束到紧密接近3D扫描对象的表面空间的步骤。

在另一实施方式中，第一模板是任意人形网格，并且其包含用于动画人形角色的拓扑。

在另一实施方式中，基于解剖事实至少部分地进行3D分割。

在另一实施方式中，基于3D扫描对象的多个二维切片来进行3D分割步骤。

在另一实施方式中，基于艺术家定义的结果至少部分地进行3D分割步骤。

在另一实施方式中，该方法还包括使第二模板适应化身的步骤；第二模板包括骨架装扮的人体网格；适应第二模板的步骤包括基于第二模板和化身的形状改变化身的骨架重量、皮肤重量或其组合的步骤。