[发明专利]一种适用于头发和物体碰撞的实时运动仿真方法有效

专利信息
申请号: 201510081331.7 申请日: 2015-02-15
公开(公告)号: CN104679577B 公开(公告)日: 2018-02-02
发明(设计)人: 周昆;柴蒙磊;郑昌熙 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: G06F9/455 分类号: G06F9/455
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司33200 代理人: 邱启旺
地址: 310058 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要: 发明公开了一种实时头发物体碰撞运动仿真方法,该方法基于少量预计算训练数据,对虚拟发型生成自适应简化模型,用于实时选取与插值,并进行碰撞修正,从而实现实时高质量头发物体碰撞运动仿真。该方法主要包括如下步骤1)简化模型预计算基于预计算仿真数据,选取代表发丝并生成简化模型;2)实时运动仿真与插值对实时仿真的代表发丝进行聚类,选取简化模型并进行插值;3)碰撞修正进行碰撞检测并将修正力作用于代表发丝以修正碰撞情况。本发明首次提出了实时头发物体碰撞仿真方法,在大大减少计算耗时的同时达到与离线仿真类似的效果,可对复杂角色发型实现高质量碰撞运动仿真,优于现有方法,具有通用性强、使用简便等优点。
搜索关键词: 一种 适用于 头发 物体 碰撞 实时 运动 仿真 方法
【主权项】:
一种实时头发物体碰撞运动仿真的方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)简化模型的预计算生成:对目标头发模型基于离线运动仿真数据选取代表发丝,并计算所有的基于代表发丝蒙皮插值的简化模型;该步骤包括如下子步骤:(1.1)根据目标头发模型录制训练头部运动序列Tf,基于录制的训练头部运动序列Tf,使用通用的头发运动仿真技术对目标头发模型进行离线的运动仿真,并进行对齐,得到目标头发模型的训练运动仿真数据Hf;(1.2)利用步骤(1.1)中得到的目标头发模型的训练运动仿真数据Hf,使用稀疏编码方法优化得到一组稀疏基M以及线性组合系数α,使得这些稀疏基通过线性组合可以近似且稀疏地重构训练运动仿真数据Hf,并从目标头发模型中选取同样数量的代表发丝G拟合这些稀疏基,并对目标头发模型的每一个发丝s在目标头发模型的所有代表发丝G中选取其影响代表发丝Gs;(1.3)利用步骤(1.1)中得到的目标头发模型的训练运动仿真数据Hf,步骤(1.2)中得到的目标头发模型的代表发丝G以及目标头发模型中每个发丝的影响代表发丝Gs,通过Gs的不同组合来构建目标头发模型中每个发丝s的所有简化模型m,每个简化模型使用Gs中的部分代表发丝Gsm,通过Gsm的蒙皮插值来重构发丝;使用蒙皮权值优化方法计算每个简化模型的蒙皮插值权值wg→s,使得使用此权值进行重构得到的发丝最近似拟合目标头发模型的训练运动仿真数据Hf;(2)实时运动仿真与插值:实时进行步骤(1)代表发丝的运动仿真,并选取步骤(1)中符合场景物体碰撞情况的简化模型,插值得到目标头发模型的所有发丝;(3)碰撞修正:对步骤(2)的目标头发模型的所有发丝进行碰撞检测,并通过双向修正的方式将碰撞修正作用在步骤(1)的代表发丝上以此修正目标头发模型,得到修正后的目标头发模型的所有发丝。
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