[发明专利]一种多样化虚拟人群生成的方法

权利要求书

1.一种多样化虚拟人群生成的方法，其特征在于：分别从角色模型多样化、纹理多样化和姿态动作多样化进行设计，通过对人物模型本身高矮胖瘦的改变实现人物体型的差异化，通过对人物赋予不同纹理实现角色外观多样化，并通过嵌入骨骼技术为模型赋予多样化动作，最终实现由给定的少数几个网格模型生成外观各异、动作多样的人群；

具体方法按如下步骤进行：

a、扫描人体数据

采集大量的原始模型，采用的方法是随机选择一部分不同性别且不同年龄阶段人群作为扫描对象，用3D全身扫描设备扫描所给真实人群的身高、体重等相关数据；

b、实现人体模型多样化

给所有扫描的原始模型建立PCA空间，并计算出其特征空间；再定义一个用于对扫描的模型数据进行编码的模板模型，通过已存储的模型数据对模型进行重建和显示，改变特征空间的特征向量，计算PCA权重，投影到PCA空间进而改变模型的身高体重实现胖瘦变化以及其他属性的改变；

c、实现模型纹理多样化

用UV Layout在3DS MAX软件中对模型进行UV展开，在完成模型UV展开后通过贴图来检测UV拉伸与接缝情况；在检测没有UV拉伸和UV 接缝的情况下，运用图像分割算法给UV展开图进行分割，分割成颜色不同的部分如上衣的前面部分、上衣的后面部分、裤子的前面部分、裤子的后面部分等，并给每个部分的区域分配不同的颜色；此时由于上衣或裤子的前后两面的颜色是不同的，对其进行颜色同步将上衣或裤子的前后两面归为同一部分便于纹理的填充，再通过给定的小纹理对图中的上衣部分、裤子部分进行填充实现模型的纹理附加，为实现模型纹理各异的效果，采用多样化组合产生多样化纹理模板映射，在系统中对于每个当前的虚拟角色以及变化后的虚拟角色模型分别从纹理库中选择不同的衣服以及附件，从而产生多样化人群；

d、实现模型动作多样化

首先定义好骨架结构，通过变形骨架尺寸以适应模型进行骨架嵌入，骨架嵌入方法采用基于Baran方法的人体模型骨骼嵌入方法；具体过程为：首先通过构建距离场、近似中轴面、最大球模型、构建骨架图这四步对骨架定义大小以及确定关节点的位置，然后通过离散惩罚函数精确定位关节点的位置，最后进行骨架的嵌入优化，这样就为生成的多样性模型嵌入骨骼；再通过骨骼运动控制做到局部的非刚体变形描述，采集新的运动数据，便可生成新的动画。