[发明专利]一种模型自适应变形方法及系统

说明书

本发明提供了计算机图形学领域的一种模型自适应变形方法及系统，方法包括：步骤S10、创建待变形模型的第一TOPO结构，选取第一特征点；参考变形模型预先设定第二TOPO结构、第二特征点、第二变形极值；步骤S20、对第一TOPO结构进行缩放；步骤S30、计算缩放后的坐标映射关系；步骤S40、对第二变形极值映射生成第一变形极值；基于坐标映射关系、第一变形极值、第二TOPO结构对第一TOPO结构进行变形，生成第三TOPO结构；步骤S50、对第三TOPO结构进行过渡处理，生成第四TOPO结构；步骤S60、基于第四TOPO结构、第二TOPO结构、待变形模型、参考变形模型、坐标映射关系生成变形模型。本发明的优点在于：实现不同TOPO结构模型间的相互转化映射，对模型资源进行复用。

技术领域

本发明涉及计算机图形学领域，特别指一种模型自适应变形方法及系统。

背景技术

在电影制作、动画制作等领域，时常需要对模型进行变形，以达到更加的观看效果，例如对表情存在缺陷的人脸进行变形等。

针对模型的变形，传统上采用如下方法：1、通过线性插值的方式进行变化，如facegen、3DMM、iphone Arkit；2、通过深度摄像头获取点云，再利用Possion算法生成模型的TOPO结构(三角形网格)，利用TOPO结构对模型进行变形。

但是，传统的方法存在如下缺点：1、通过线性插值的方式，需要有一个参考模型，并建立一个模型库存储参考模型各部位的变形极值(即各部位的变形范围参数)，且参考模型与待变形模型的TOPO结构需一致，但是不同模型库中TOPO结构都不一致，相互之间识别特征点后的变形参数因为TOPO结构不一致而无法相互通用；2、通过深度摄像头获取点云，由于点云的获取受到摄像头位置，光照等的影响，使得每次获取的点云存在差异，使得最终计算生成的TOPO结构都不一样。

因此，如何提供一种模型自适应变形方法及系统，实现不同TOPO结构模型间的相互转化映射，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，在于提供一种模型自适应变形方法及系统，实现不同TOPO结构模型间的相互转化映射。

一方面，本发明提供了一种模型自适应变形方法，包括如下步骤：

步骤S10、获取待变形模型，创建所述待变形模型的第一TOPO结构，选取若干个第一特征点；从现有的模型库获取参考变形模型，所述参考变形模型预先设定好第二TOPO结构、若干个第二特征点以及第二变形极值；

步骤S20、基于所述第一特征点以及第二特征点对第一TOPO结构进行缩放；

步骤S30、基于所述第一特征点以及第二特征点,计算缩放后的所述第一TOPO结构与第二TOPO结构的坐标映射关系；

步骤S40、基于所述坐标映射关系对第二变形极值进行映射，生成第一变形极值；基于所述坐标映射关系、第一变形极值以及第二TOPO结构对第一TOPO结构进行变形，生成第三TOPO结构；

步骤S50、创建一过渡规则，利用所述过渡规则对第三TOPO结构进行过渡处理，生成第四TOPO结构；

步骤S60、基于所述第四TOPO结构、第二TOPO结构、待变形模型、参考变形模型以及坐标映射关系，将所述待变形模型融入参考变形模型，生成变形模型。

进一步地，所述步骤S10中，所述选取若干个第一特征点具体为：

手动选取所述第一TOPO结构中网格凹凸明显的点为2D特征点uvpos(ux,uy)；

设点n、a、b、c的2D坐标分别为(u_n,v_n)、(u_a,v_a)、(u_b,v_b)、(u_c,v_c)，对应的3D坐标分别为(x_n,y_n,z_n)、(x_a,y_a,z_a)、(x_b,y_b,z_b)、(x_c,y_c,z_c)；