[发明专利]一种全自动的服装动画生成方法和系统

说明书

本发明公开了一种全自动的服装动画生成方法和系统，其中方法包括：对服装运动和人体运动的相关性进行分析，并计算三维服装模型上每一顶点基于人体骨架驱动的几何变形参数；根据相关性分析结果，将三维服装模型上的各个顶点对应划入紧贴骨骼区域和不紧贴骨骼的宽松区域；通过一基于几何的服装动画模型，并根据所计算的每一顶点对应的几何变形参数驱动划分到所述紧贴骨骼区域中的每个顶点动作，并通过一基于物理的服装动画模型驱动划入到宽松区域中的每个所述顶点动作，以自动生成人体服装动画。本发明根据服装模型上的各顶点与人体骨骼运动的相关性高低，采用不同的服装动画模型驱动相应的顶点动作，所生成的服装动画确保了逼真度和实时性。

技术领域

本发明涉及服装动画仿真技术领域，具体涉及一种全自动的服装动画生成方法和系统。

背景技术

服装动画是虚拟现实领域的研究热点与难点之一。逼真的虚拟人服装动画能够为虚拟角色带来强烈的视觉真实感，在动画制作、游戏娱乐等文化技术领域有着广泛的应用前景。现有的服装动画生成方法主要有以下三种：

一、通过单一模型来表示一种或几种服装类型，由该单一模型来生成服装动画，但单一模型能够表达的服装类型很有限，一般用于对单层布料服装或结构比较简单的服装生成服装动画，而对于一些拓扑结构复杂，比如多层布料的服装生成服装动画的效果较差，逼真度不够理想。

二、通过基于几何变形的服装动画模型生成服装动画，虽然基于几何变形的服装动画模型能够适应更多类型的服装动画生成的需求，而且在基本保证服装动画效果的前提下还能兼顾到服装动画生成的效率，但基于几何变形的服装动画模型生成的服装动画的逼真度与理想状态还存在一定差距。

三、通过基于物理的服装动画模型生成服装动画，虽然基于物理的服装动画模型生成的服装动画更加逼真、自然，更接近服装动画的理想状态，但是基于物理的服装动画模型计算量大幅增加，难以确保服装动画生成的实时性，所以在一些对服装动画生成时效具有较高要求的应用场景，该方法难以得到应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全自动的服装动画生成方法和系统，以解决上述技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种全自动的服装动画生成方法，包括如下步骤：

1)给定一三维人体模型和一三维服装模型，选取典型的人体运动数据片段，生成人体服装动画；

2)根据所述人体服装动画，对服装运动和人体运动的相关性进行分析，并计算所述三维服装模型上每一顶点基于人体骨架驱动的几何变形参数；

3)根据服装运动和人体运动的相关性分析结果，将所述三维服装模型上的各个顶点对应划入紧贴骨骼区域和不紧贴骨骼的宽松区域；

4)通过一基于几何的服装动画模型，并根据步骤2)所计算的每一所述顶点对应的几何变形参数驱动划分到所述紧贴骨骼区域中的每个所述顶点动作，并通过一基于物理的服装动画模型驱动划入到所述宽松区域中的每个所述顶点动作，生成人体服装动画；

5)以所述三维人体模型、所述三维服装模型、所述人体运动数据片段和生成的所述人体服装动画作为深度学习网络的训练样本训练形成所述服装动画模型；

6)以所述三维人体模型、所述三维服装模型和所述人体运动数据片段为模型输入，所述服装动画模型自动生成服装动画并输出。

优选地，所述步骤2)中，将所述三维服装模型上的所述顶点的运动位置与所述三维人体模型的骨骼运动位置发生冲突的概率作为所述顶点与人体运动的相关度。

优选地，所述步骤3)中，当所述相关度大于一阈值时，表示所述顶点紧贴人体骨骼，并通过数据标注方法将该所述顶点划入到所述紧贴骨骼区域中；