[发明专利]基于旋转双曲面的虚拟人肢体建模方法

摘要

一种基于旋转双曲面的虚拟人肢体建模方法，采用旋转双曲面建立虚拟人肢体模型，由关节点和连接关节点的线段组成骨架层来代表虚拟人肢体的骨架结构，皮肤层用旋转双曲面表示，每个肢体只需调整两个变形参数就能反映出人肢体皮肤变形。首先从采用相机拍摄的人肢体图像中提取出人肢体的边缘轮廓信息，采用二维双曲线拟合图像上各个肢体的轮廓并求出各个二维双曲线方程的变形参数，将二维双曲线绕骨架直线旋转求出旋转双曲面方程，采用三个圆球体和两个旋转双曲面绘制人肢体模型。本发明方法简单、实现容易，解决了虚拟人体模型代表皮肤变形参数过多的问题。

主权项

一种基于旋转双曲面的虚拟人肢体建模方法，其特征在于包括如下具体步骤：1) 采用相机对人肢体所摆姿势进行拍摄，得到一幅图像，然后采用图像分割技术检测并得到人肢体在图像上的边缘轮廓信息；2) 提取图像上所要拟合肢体轮廓线的两个端点A、B的像素坐标并变换成在图像上的平面坐标，在两端点形成的直线上方设定一点O为坐标系原点，确定经过点A、B的二维双曲线；由此根据所要拟合轮廓线上的所有像素点坐标值求出图像上代表各个肢体轮廓的二维双曲线方程的变形参数；3) 根据边缘轮廓信息采用中轴变换方法求出图像平面上各个肢体的中轴线，把此中轴线作为图像平面上人肢体的骨架位置信息；4) 将步骤2得到的双曲线绕步骤3得到的骨架直线旋转，得到代表肢体皮肤的旋转双曲面方程，每个旋转双曲面代表一个肢体皮肤；5)  使用OpenGL程序采用平行投影方法绘制得到虚拟人肢体模型，采用三个圆球体代表三个关节点，采用求得的两个旋转双曲面方程绘制出的曲面来代表肢体皮肤，连接这三个圆球体和两个旋转双曲面构成虚拟人肢体模型。