[发明专利]一种高效自动化的头发匹配头型生成方法及其生成装置

权利要求书

1.一种高效自动化的头发匹配头型生成方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤S1、定义基础头模型和变形头模型的顶点数据集结构，基础头模型和变形头模型的顶点数据集结构包括：顶点位置、顶点法线、顶点UV、顶点颜色；定义基础头发模型和变形头发模型的顶点数据集结构，基础头发模型和变形头发模型的顶点数据集结构包括：顶点位置、顶点法线、顶点UV、顶点UV2、顶点颜色；

步骤S2、加载基础头模型和基础头发模型，遍历基础头发模型中的所有顶点，以基础头发模型中的所有顶点位置为起点，向基础头模型中心点作射线检测来获得基础头发模型的顶点UV2数据集；

步骤S3、生成变形头模型的空间位置图Dmap；

所述步骤S3进一步具体包括：步骤S31：加载基础头模型和相关的变形头模型；

步骤S32：将基础头模型和变形头模型的顶点位置，按其UV坐标投影至y，z坐标轴上，并将基础头模型和变形头模型的颜色设置为其顶点位置；具体公式如下：

其中，基础头模型和变形头模型的顶点位置P：为(P_x，P_y，P_z)的三维向量，记录顶点在空间中的位置；基础头模型和变形头模型的顶点UV，为(u，v)的二维向量，用于表示该顶点在一张二维图像上的坐标位置，该坐标位置上的像素值就是这个顶点的颜色，也称顶点的纹理寻址值；

步骤S33：通过步骤S32，得到一张基础头模型的UVpos图，和一张变形头模型的UVpos图，将基础头模型的UVpos图与变形头模型的UVpos图进行逐像素相减，得到变形头模型的空间位置图Dmap；

步骤S4、加载设置好基础头发模型的顶点UV2数据集，加载空间位置图Dmap，逐像素采样获取基础头发模型的顶点偏移数据集，最后得到变形后的头发模型。

2.根据权利要求1所述的一种高效自动化的头发匹配头型生成方法，其特征在于：所述步骤S2进一步具体为：向基础头模型中心点作射线检测，设置检测射线长度为L，射线检测过程中记录射线所有能命中基础头模，并能取得基础头模上有效UV值的顶点，设置基础头发模型的顶点UV2值为命中基础头模的有效UV值，未能命中或无法取得基础头模的有效UV值的顶点，将基础头发模型的顶点UV2设置为(0，0)，最终得到基础头发模型的顶点UV2数据集。

3.根据权利要求1所述的一种高效自动化的头发匹配头型生成方法，其特征在于：所述步骤S4进一步具体包括：步骤S41：加载设置好基础头发模型的顶点UV2数据集，加载空间位置图Dmap；

步骤S42：在渲染变形头发模型时，头发顶点用顶点UV2数据集，读取Dmap像素，获取Dmap像素颜色信息C_Dmap，所有头发顶点的C_Dmap值即为头发顶点的偏移数据集；

步骤S43：根据如下公式，计算基础头发模型顶点变形后顶点位置；P_final为变形头发顶点位置，P_orig为基础头发顶点位置；P_final＝P_orig+C_Dmap；

步骤S44：保存变形后头发顶点位置，将基础头发模型头发顶点数据中的顶点位置，替换为变形头发的顶点位置，并将头发顶点数据重新传入渲染管线中，渲染头发模型，得到变形后的头发模型。