[发明专利]一种利用网格顶点对角色模型进行分割的方法

摘要

本发明公开了一种利用网格顶点对角色模型进行分割的方法，该方法选取原始模型中相邻的四个关节点，通过根据角色模型的骨骼信息对角色模型的网格顶点按照与关节点和骨骼的位置关系进行分类，将角色模型分割成若干个局部模型，从而可以对构成角色模型的每一个局部模型分别进行变形，以提高变形速度和变形质量，并通过从动作数据中获取局部模型对应的运动单元中的弯曲和扭转角度，实现自动变形。

主权项

1.一种利用网格顶点对角色模型进行分割的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先选取原始模型中相邻的四个关节点A、O、B、C，其中关节点A和O连接成骨骼OA，关节点B和O连接成骨骼OB，关节点B和C连接成骨骼BC，然后：(1)在原始模型表面网格上关节点O附近选择两个顶点P₁、P₂；(2)根据如下方法获得平面OP₁P₂的方程系数，①计算三维向量其中×表示向量的叉乘；②n＝n′/|n′|，变量s＝-n·μ_o；其中μ_o表示关节点O在世界坐标系中的坐标的向量表示；·表示向量的点乘；③V＝[n，s]；V存储了平面OP₁P₂的方程的四个系数，(3)在原始模型表面网格上关节点B附近选择两个顶点P₁′、P₂′；(4)根据如下方法获得平面BP₁′P₂′的方程系数，①计算三维向量其中×表示向量的叉乘；②m＝n″/|n″|，变量s′＝-m·μ_B；其中μ_B表示关节点B在世界坐标系中的坐标的向量表示；·表示向量的点乘；③V′＝[m，s′]，V′存储了平面BP₁′P₂′的方程的四个系数；(5)对原始模型的每一个三角形网格，判断其网格顶点与平面OP₁P₂的关系，若网格的所有顶点都与关节点A在平面OP₁P₂的同一侧，则判定该三角形网格属于骨骼OA，否则该三角形网格不属于骨骼OA；若原始模型中不是全部由三角形网格构成的，则需要在判断前将非三角形网格看作多个三角形组成；(6)对原始模型上不属于骨骼OA的每一个三角形网格，判断其网格顶点与平面BP₁′P₂′的关系，若该网格的所有顶点都与关节点O在平面BP₁′P₂′的同一侧，则判定该三角形网格属于骨骼OB，否则该三角形网格属于骨骼BC；(7)对原始模型中属于骨骼OB的每一个三角形网格，获得每一个顶点与关节点O分别构成的向量在骨骼OB上的投影值l；若该三角形网格的每一个顶点所对应的投影值l都大于骨骼OB长度的一半，则判定该三角形网格在骨骼OB的后半区域，否则判定该三角形网格位于骨骼OB的前半区域；(8)根据上述判定结果将原始模型分割为两个局部模型：属于骨骼OA的三角形网格以及属于骨骼OB且在骨骼OB的前半区域上的三角形网格构成局部模型M₁，属于骨骼BC的三角形网格以及属于骨骼OB且在骨骼OB的后半区域上的三角形网格构成局部模型M₂；然后获得两个局部模型中每个网格顶点的局部坐标，方法分别如下：A.获得局部模型M₁中每个网格顶点的局部坐标的方法如下：①计算局部模型M₁对应的局部坐标系到世界坐标系的变换矩阵F₁：F₁为4×4矩阵，其中上标T表示矩阵转置操作，并且，向量向量γ₁＝γ₁′/|γ₁′|，向量α₁＝β₁×γ₁；②局部模型M₁中网格顶点P的局部坐标为其中μ_P表示顶点P在世界坐标系中的坐标的向量表示，上标-T表示先对矩阵进行转置操作再对结果求逆矩阵；B.获得局部模型M₂中每个网格顶点的局部坐标的方法如下：①计算局部模型M₂对应的局部坐标系到世界坐标系的变换矩阵F₂：F₂为4×4矩阵，其中上标T表示矩阵转置操作，并且，向量向量γ₂＝γ₂′/|γ₂′|，向量α₂＝β₂×γ₂；②局部模型M₂中网格顶点P的局部坐标为其中μ_P表示顶点P在世界坐标系中的坐标的向量表示，上标-T表示先对矩阵进行转置操作再对结果求逆矩阵。