[发明专利]一种面向基于图像头发建模的自适应浮动切线匹配方法

摘要

本发明公开了一种面向基于图像头发建模的自适应浮动切线匹配方法，分为3个阶段：第1阶段从采集的静态头发图像出发，首先生成混合方向场，再构建出静态三维头发模型；第2阶段，使用自适应的浮动切线匹配方法将第1阶段生成的三维头发模型转换为基于物理的头发模型，该阶段分为3个步骤，分别为求解发丝段数目、释放断点和求解物理参数；第3个阶段为动态头发仿真。本发明相比其他头发建模方法，既可以保留三维头发模型的结构细节，又可以将头发几何模型转化为螺旋线表示的物理模型，应用于动态头发仿真。

主权项

1.一种面向基于图像头发建模的自适应浮动切线匹配方法，其特征在于：所述的方法分为3个阶段，具体如下：/n第1阶段，生成三维静态头发模型，该阶段首先从多视点采集的静态头发图像出发，生成带方向的三维发丝段，之后生成混合方向场，并构建三维静态头发模型，该阶段分为2个步骤：/n(1)从带方向的三维发丝段出发，构建混合方向场，该混合方向场由表面结构方向场、内部方向场、内部距离场和生长方向场共四个方向场组成；/n(2)依据混合方向场，构建发丝生长规则，生成三维静态头发模型；/n第2阶段，基于第1阶段的结果，使用自适应的浮动切线匹配方法，生成基于物理的头发模型，该阶段分为3个步骤：/n(1)从第1阶段生成的静态头发模型中，提取简化的头发模型，使用自适应算法求得每根发丝对应的发丝段数目N；/n(2)根据发丝段数目N，将简化头发模型中的每根发丝平均分为N段，得到N+1个断点，经释放断点操作后得到N段连续的螺旋弧；/n(3)对每一段螺旋弧求解其对应的物理参数，从而得到基于物理的头发模型；/n第3阶段，基于第2阶段的结果构建拉格朗日运动方程，进行动态头发仿真，生成动态头发运动序列；/n所述第1阶段的步骤(1)中生成混合方向场，具体为：/n首先，根据发丝所占空间生成规则化三维网格体，从三维发丝段头发模型ST出发，根据现有方法生成保留头发局部结构的发丝带，在进行方向一致性求解后将带方向的发丝段映射到规则化网格上，构建表面结构方向场S