[发明专利]基于三维建模的身体变化表示方法

摘要

本发明属于三维建模的技术领域，具体涉及一种基于三维建模的身体变化表示方法。主要包括生成身体模型、计算与身体模型匹配的模板模型、转移模板模型UV坐标至身体模型、分割模板模型、计算相应模块间的旋转平移矩阵、统一相应模块之间的坐标系、计算相应身体模型的变化的颜色数值、计算相应身体模型的变化的颜色属性、生成身体模型纹理贴图、优化身体模型的纹理贴图步骤。本发明通过两个时间段的人体模型计算出身体的变化情况并予以展示，计算结果精确，能够直观实现对身体变化情况的持续追踪。

主权项

1.基于三维建模的身体变化表示方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：对同一个人不同时刻的同一姿势分别生成两个三维身体模型A和B；

步骤二：根据三维身体模型A和B的特征选取分别与三维身体模型A和B一一对应的具有UV坐标的模板模型C和D；

步骤三：将步骤二中选取好的模板模型C和D的UV坐标分别转移至两个三维身体模型A和B中；

步骤四：分别将模板模型C和D按身体部位分割为N个模块；

步骤五：基于最小二乘法求得模板模型C和模板模型D中代表相同身体部位的模块坐标之间构成的旋转平移矩阵；

步骤六：将模板模型C中的模块对应的坐标通过步骤五中求得的旋转平移矩阵变换到模板模型D中对应模块的坐标系中，得到同时包含模板模型C和模板模型D中相同身体部位模块坐标的坐标系；

步骤七：在步骤六得到的坐标系中，将模板模型D中模块的顶点坐标与模板模型C中模块的顶点坐标相减，计算模板模型D中模块顶点坐标与模板模型C中模块对应顶点坐标的欧式距离；

步骤八：计算模板模型D中模块顶点与模板模型C中模块顶点之间的向量以及模板模型D中模块顶点与模板模型C中模块顶点之间的向量与相应模板模型D中顶点的法向量之间的夹角；

步骤九：结合步骤七及步骤八的计算结果，计算模板模型D中所有模块顶点的颜色信息；

步骤十：根据步骤九得到的模板模型D中所有模块顶点的颜色信息以及模板模型D自身的UV坐标，生成模板模型D的纹理贴图；

步骤十一：将步骤十中生成的模板模型D的纹理贴图转化为三维身体模型B的顶点颜色信息；

步骤十二：对步骤十一得到的三维身体模型B的顶点颜色信息进行一层领域面平滑处理；

步骤十三：根据步骤十二得到的三维身体模型B的顶点颜色信息生成三维身体模型B的纹理贴图。

2.根据权利要求1所述的基于三维建模的身体变化表示方法，其特征在于，步骤二具体为：

2.1)、自建模板模型数据库；

2.2)、通过两个三维身体模型A和B的身高和体重，初步选择一个模板模型；

2.3)、根据2.2)对模板模型进行精细注册，使得模板模型和两个三维身体模型A和B匹配。

3.根据权利要求2所述的基于三维建模的身体变化表示方法，其特征在于，所述精细注册为：通过寻找两个三维身体模型A和B和模板模型各个坐标点的对应关系，根据之间的坐标点对应关系不断的对模板模型进行变换，最终得到与两个三维身体模型A和B匹配的模板模型。

4.根据权利要求3所述的基于三维建模的身体变化表示方法，其特征在于，步骤三具体为：

3.1)、分别读取模板模型C和待计算的三维身体模型A；

3.2)、将待计算的三维身体模型A和模板模型C进行临近点匹配，完成待计算的三维身体模型A到模板模型C的点对点映射；

3.3)、待计算的三维身体模型A的UV坐标模板模型C相应点的UV坐标；

3.4)、待计算的三维身体模型B和模板模型D重复步骤3.1)～3.3)，得到三维身体模型B的UV坐标。

5.根据权利要求4所述的基于三维建模的身体变化表示方法，其特征在于，所述步骤九具体为：

9.1)、根据步骤七中得到的模板模型D中模块顶点坐标与模板模型C中模块对应顶点坐标的欧式距离，找出模板模型D中所有模块顶点的欧式距离的最大值和最小值，生成距离区间，然后将这个距离区间映射到0～255的颜色空间中，得到模板模型D顶点颜色值范围；

9.2)、根据步骤八得到的模板模型D中模块顶点与模板模型C中模块顶点之间的向量与相应模板模型D中顶点的法向量之间的夹角大小设置模板模型D中所有模块顶点颜色；

9.3)、根据步骤9.1)，步骤9.2)更新模型D中所有模块的顶点颜色。

6.根据权利要求5所述的基于三维建模的身体变化表示方法，其特征在于，步骤9.2)中：如果模板模型D中模块顶点与模板模型C中模块顶点之间的向量与相应模板模型D中顶点的法向量之间的夹角大于90度，模板模型D中相应顶点颜色属性设置为蓝色，如果小于90度，设置为红色，即可得模板模型D中所有模块顶点的颜色属性。

7.根据权利要求6所述的基于三维建模的身体变化表示方法，其特征在于，所述步骤十一具体为：

11.1)、将模板模型D的纹理贴图导入到三维身体模型B中；

11.2)、将三维身体模型B的纹理贴图转化为三维身体模型B的顶点颜色。