基于模型分解的虛擬人骨架提取及其動畫研究.pdf

1、作為虛擬世界中的主體，虛擬人承載著真實再現(xiàn)人類行為的使命，如何使虛擬人根據(jù)人類意志做出栩栩如生的動作，一直以來都吸引著研究者們的探索的目光。其中，骨骼動畫以其實現(xiàn)簡單、效果逼真的優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用，但是如何通過這種簡易結(jié)構(gòu)來仿真人體復(fù)雜結(jié)構(gòu)的行為動作，仍是一個需要不斷進(jìn)行深入發(fā)掘的難點問題。而三維皮膚模型的構(gòu)建、精確骨架的獲取以及骨骼綁定的效果等，無一不是影響虛擬人運動真實感的重要因素。因此，為了合成生動、連貫的虛擬人運動以及實現(xiàn)實驗室文

2、本驅(qū)動虛擬人表情及動作的目標(biāo)，本文針對基于骨架提取的虛擬人動畫展開深入研究。
　　首先，為了滿足可同時驅(qū)動虛擬人表情和動作的要求，采用對身體及頭部分別建模的方法構(gòu)造出虛擬人皮膚。使用三維建模軟件將二維人體原畫轉(zhuǎn)化為一個無頭的三維軀體，將其與實驗室前期完成的頭部模型連接來獲得兼顧人臉動畫標(biāo)準(zhǔn)的虛擬人皮膚，表情動畫的合成工作將由實驗室的其他成員完成。然后，針對當(dāng)前骨架提取算法較為復(fù)雜，且專門針對人體的骨架提取方法較少的問題，提出一種基

3、于模型分解的三維人體骨架提取方法。該方法通過綜合分析模型分支以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來獲取骨架點。其中分支計算由頂點到特征點的最小測地距離實現(xiàn)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則由測地距離函數(shù)以及劃分闔值共同決定。本文在模型分支內(nèi)逐層求取相同拓?fù)鋵哟蔚捻旤c集合，并通過實驗討論閾值的合適取值以得到逼近關(guān)節(jié)位置的各骨架點，從而獲取較為精確且與姿勢無關(guān)的虛擬人骨架結(jié)構(gòu)。最后，將提取骨架點進(jìn)行層次化構(gòu)建并由骨骼投影法分配綁定權(quán)重之后，使用線性混合蒙皮算法將構(gòu)造的皮膚模型與提取骨架