[发明专利]一种三维人体模型的骨骼绑定方法

权利要求书

1.一种三维人体模型的骨骼绑定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取三维人体模型的几何数据，包括皮肤层数据和骨骼层数据；将网格状的皮肤层数据划分为三角面群，将树状结构的骨骼层数据进行遍历划分成为骨骼线段组；

步骤2：为三维人体模型的每一个皮肤控制点分别建立筛选域，在每一个筛选域中计算骨骼线段到皮肤控制点的距离数据、皮肤控制点到骨骼线段的最短连线、皮肤控制点所在皮肤近似平面的法向量、皮肤控制点到骨骼线段的最短连线或垂线与皮肤控制点所在皮肤近似平面的法向量间的夹角余弦，并将骨骼线段到皮肤控制点的距离数据、皮肤控制点到骨骼线段的最短连线、皮肤控制点所在皮肤近似平面的法向量、皮肤控制点到骨骼线段的最短连线或垂线与皮肤控制点所在皮肤近似平面的法向量间的夹角余弦作为筛选数据填充至筛选域中；

步骤3：对各筛选域中的筛选数据进行筛选，筛选出各筛选域中影响到作为该筛选域标记的皮肤控制点的骨骼线段；

步骤4：计算得出每一个皮肤控制点分配给各个骨骼线段的权重数值；

步骤5：根据骨骼线段对于皮肤控制点的影响程度完成三维人体模型的骨骼绑定。

2.根据权利要求1所述的三维人体模型的骨骼绑定方法，其特征在于，所述步骤1按如下步骤进行：

步骤1.1：读取三维人体模型的皮肤层数据，将网格状的皮肤层数据划分为三角面群，并存储每一个三角面A_iB_iC_i的顶点空间坐标A_i(x_ia、y_ia、z_ia)、B_i(x_ib、y_ib、z_ib)和C_i(x_ic、y_ic、z_ic)，并对各三角面分别赋予由0开始递增自然数i作为各三角面的编号，i＝0，……N；N为三角面的最大编号，且N为自然数；

步骤1.2：将三维人体模型内的树状结构的骨骼层数据进行遍历划分成为骨骼线段组，并赋予由0开始递增自然数作为骨骼线段X_k的编号，k≥0且k为自然数，k＝0，……M，M为骨骼线段的最大编号，且M为自然数；骨骼线段X_k的两个端点记为X_k1和X_k2；

步骤1.3：读取三维人体模型内的每一个皮肤控制点D_j并赋予由0开始递增自然数j作为该皮肤控制点的编号，j≥0且j为自然数，j＝0，……T；T为皮肤控制点的最大编号，且T为自然数。

3.根据权利要求1所述的三维人体模型的骨骼绑定方法，其特征在于，所述步骤2按如下步骤进行：

步骤2.1：为三维人体模型的每一个皮肤控制点分别建立筛选域F_j并将该皮肤控制点作为该筛选域的标记；每个筛选域F_j是一个表示骨骼线段和皮肤控制点间映射关系的多维向量F_kj的集合；

步骤2.2：计算每一个筛选域中皮肤控制点到各骨骼线段的最短连线l_kj并填充至其对应的筛选域中，该最短连线l_kj正方向为骨骼线段上的点射向皮肤控制点；

步骤2.3：计算每一个筛选域中的皮肤控制点所在皮肤近似平面的法向量n_j并填充至其对应的筛选域中；

步骤2.4：计算每一个筛选域中的皮肤控制点D_j与骨骼线段X_k的最短连线l_kj和皮肤控制点D_j所在皮肤近似平面的法向量n_j之间的夹角余弦p_kj并填充至其对应的筛选域中。