[发明专利]一种头发模拟方法及系统

说明书

本发明提供了计算机图形学领域的一种头发模拟方法及系统，方法包括如下步骤：步骤S10、设定头发造型的初始状态，并将所述头发造型分为固定区域以及运动区域；步骤S20、基于所述固定区域以及运动区域的头发走向生成头发的映射骨骼；步骤S30、设定头发的运动参数，并利用所述运动参数以及映射骨骼模拟头发的运动。本发明的优点在于：实现对复杂发型的运动进行实时模拟。

技术领域

本发明涉及计算机图形学领域，特别指一种头发模拟方法及系统。

背景技术

在电影制作、动画制作等领域，为了达到更加逼真的效果，需要对头发进行模拟。针对头发的模拟，传统上采用如下方法：1、预先做好头发运动的播放动画以及播放条件，满足播放条件时逐帧播放动画模拟头发的运动；2、采用FTL(staticfollowtheleader)和在FTL上优化的DFTL(dynamic followtheleader)的物理模拟法，即根据头发的特征，生成几百根或者几千根基础发丝，对基础发丝加入弹簧质点约束，然后在基础发丝的发根上采用插值的方式形成头发束从而模拟整个头发。

然而，传统的方法存在如下缺点：1、通过播放动画的方法，头发的模拟效果依赖于3D建模师的经验；需要针对不同的情况制作不同的动画；动画播放需要每帧都保存，存储量大；2、只能针对简单发型，对于复杂发型，形变时稳定性不足、真实感不强；复杂头发为了保证形状，必须增加基础发丝的数量，导致计算量变大；针对不同发型，基础发丝的发根的选择也是一个很大的工作量。

因此，如何提供一种头发模拟方法及系统，实现对复杂发型的运动进行实时模拟，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种头发模拟方法及系统，实现对复杂发型的运动进行实时模拟。

一方面，本发明提供了一种头发模拟方法，包括如下步骤：

步骤S10、设定头发造型的初始状态，并将所述头发造型分为固定区域以及运动区域；

步骤S20、基于所述固定区域以及运动区域的头发走向生成头发的映射骨骼；

步骤S30、设定头发的运动参数，并利用所述运动参数以及映射骨骼模拟头发的运动。

进一步地，所述步骤S10中，所述初始状态为头发造型仅在重力作用下的默认回归状态。

进一步地，所述步骤S10中，所述固定区域以及运动区域均包括若干根头发；所述固定区域的头发牵引运动区域的头发。

进一步地，所述步骤S20具体包括：

步骤S21、设所述固定区域的头发由点集合P{p₁...p_n}组成，所述运动区域的头发由点集合Q{q₁...q_n}组成，所述固定区域和运动区域的连线关系为L{l₁,l₂...l_n}；所述点集合P{p₁...p_n}与点集合Q{q₁...q_n}的连通线为R{r₁...r_m}，R为L的子集；所述连通线R{r₁...r_m}的中点的集合为M{r_M1...r_Mm}；

设人头的正方向为起点S，角度的阈值为D，逆时针查找与所述起点S最近的点，加入集合H₁；逆时针查找与所述集合H₁最近的点，加入集合H₁，直至没有角度大于所述D的点；