[发明专利]基于三维运动参数的三维运动模型全自动驱动方法

权利要求书

1.基于三维运动参数的三维运动模型全自动驱动方法，其特征在于包括下述步骤：

(a)读取运动信息文件，恢复运动数据，得到初始骨骼模板；

(b)对上一步得到的骨骼模板进行骨架线提取，并标注候选关节点；

(c)自动匹配相应关节点；

(d)进行骨骼和皮肤的自动绑定，完成皮肤顶点骨骼权重的分配。

2.利用权利要求1所述基于三维运动参数的三维运动模型全自动驱动方法，其特征在于所述步骤(b)包括下述步骤：

(1)体素化模型，构建距离映射；

(2)使用改进的最短路径算法得到任意两个体素间的最小加权路径；用循环迭代算法添加最远的体素到骨架树中，直到所有的体素添加完毕，骨架树生成；

(3)把骨架树上的点按照点到模型表面的距离降序排序，从第一个采样点开始，以该点为球心，点到模型表面的距离为半径，添加一个球，顺序执行，如果该点已在某个已添加过的球内，那么不添加球，按序继续下一个采样点，执行到最后一个点为止，把内接球的球心设为候选关节点；

(4)以体中心轴为中心对候选关节点进行分类。

3.利用权利要求1所述基于三维运动参数的三维运动模型全自动驱动方法，其特征在于所述步骤(c)包括下述步骤：

(1)标记为脚的关节要在模型底部，对于每个标记为脚的关节，判定值为匹配的点的坐标和图中所有顶点y坐标最小的点y坐标之差；

(2)度为1的关节点应该距离父节点较远，其判定标准为这一个度为1的关节点匹配到点v₂，它的父节点匹配到点v₁，如果顶点v₃相邻于点v₂，而它的内接球半径至少是点v2内接球半径的1/2，那么判定值为1；

(3)不能有长度为0的骨骼链，即关节和它的父节点不能被匹配为同一个节点。如不符，判定值为1；

(4)匹配后的骨骼与原始骨骼模板的相应骨骼段比例应相当；

(5)标记为对称的骨骼，匹配后也应当对称。

4.利用权利要求1所述基于三维运动参数的三维运动模型全自动驱动方法，其特征在于所述步骤(d)包括下述步骤：

利用模拟热平衡效应来分配骨骼权重：模拟热量温度在体空间内部的分配来分配权重，把模型看作为一个绝热导体，设骨骼i，加热骨骼i，使它的温度升到1，同时保特其他的骨骼温度为0，当热平衡后，我们把在这个表面上的每一个顶点的平衡温度作为骨骼i在这个顶点上的权重，平衡方程如下：-Δwⁱ+Hwⁱ＝Hpⁱ，Δ是离散表面拉普拉斯算子，pⁱ是一个向量，如果顶点j的最近的骨骼是i，pji=1,]]>否则pji=0;]]>H是一个对角矩阵，H_ij是顶点j对最近的骨骼的热权值；设d(j)是顶点j到最近骨骼的距离，一般用H_jj＝C/d(j)²，N是骨骼总数；代入到公式中：Bj=ΣiWji2Ti2(Vj),]]>令V_i代表顶点j的坐标，T_i是i骨骼的变换矩阵，而W_ji是i骨骼对于顶点j的权重，那么B_j为顶点j变换后的新坐标，加载运动数据更新皮肤顶点坐标，实现皮肤变形。