[发明专利]一种基于运动相似性的引导发丝提取方法

说明书

本发明属于头发的动态仿真和编辑技术领域，具体公开了一种基于运动相似性的引导发丝提取方法。其中，引导发丝提取方法包括如下步骤：s1.输入头发运动数据，建立一个图模型来反映头发发丝局部运动相似性；s2.通过定义最小化能量函数，将图模型分割成k个不相交的集合，进行头发发丝分组；s3.利用选择最大能量函数的发丝选择算法，从头发发丝分组中提取引导发丝。本发明方法利用发丝间的运动相似性提取引导发丝，用于建立时空邻域网络信息，从而应用于动态头发时空编辑，具有编辑速度快，效果逼真度高等优势。

技术领域

本发明属于头发的动态仿真和编辑(即对头发运动数据进行编辑操作，提取引导发丝，应用于头发时空编辑)技术领域，特别涉及一种基于运动相似性的引导发丝提取方法。

背景技术

头发编辑是计算机图形学和虚拟现实领域重要的研究内容之一。目前，头发编辑主要有两种实现方式，一是基于几何的头发模型编辑方法，即通过编辑头发模型的外观生成新的发型；二是基于物理的头发编辑方法，即通过物理模拟的形式对头发模型进行编辑。

下面分别对以上两种头发编辑方法的原理及缺陷进行分析：

一、基于几何的头发模型编辑方法

基于草图的方式编辑生成发型是早期常用的头发模型编辑方法，通过设置不同的参数值编辑头发模型，为了简化发型表示，发束、簇、缕和圆柱模型常被用于表示多重头发的位置和形状，已有的工作如对比文献1至对比文献4所示。该类方法直接对头发几何模型进行编辑操作，从输入草图构建头发生长方向场，快速构建相对逼真的方向场，但只能编辑生成直发等相对简单的发型，并且只能处理静态发型，无法应用于动态头发编辑。

二、基于物理的头发编辑方法

基于物理的动态头发建模方法，通过求解复杂的物理方程以实现头发的运动建模。近期在该领域的研究内容如对比文献5至对比文献9所示。这些方法通过对边界条件的控制实现对建模结果的控制，建模过程不直观，难以直接获取与真实对应的头发运动结果。当前头发编辑面临的主要困难是使用简单的头发几何准确的初始化头发模型。

现有技术文献：

非专利文献

对比文献1：Chai M,Wang L,Weng Y,et al.Single-view hair modeling forportrait manipulation[J].ACM Trans.on Graphics,2012,31(4):116；

对比文献2：Fu H,Wei Y,Tai C L,et al.Sketching hairstyles[C].Proceedings of the 4^th Eurographics Workshop on Sketch-Based Interfaces andModeling,2007.31–36；

对比文献3：Wang L,Yu Y,Zhou K,et al.Example-based hair geometrysynthesis[J].ACM Trans.on Graphics,2009,28(6):56；

对比文献4：Weng Y,Wang L,Li X,et al.Hair interpolation for portraitmorphing[J].Computer Graphics Forum，2013，32(7)：79-84；

对比文献5：Chai M，Zheng C，Zhou K.A reduced model for interactive hairs[J].Acm Transactions on Graphics，2014，33(4)：1-11；