[发明专利]基于图片的三维动漫玩具设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及动漫玩具设计方法，尤其涉及一种基于图片的三维动漫玩具设计方法。 

背景技术

动漫、玩具等产品的设计属于自由形态建模领域，使用者广泛。传统CAD系统多采用基于WIMP风格的用户界面，输入要求过于精确，设计工具过于复杂，无法表达自由手绘风格，不适合动漫、玩具等产品的快速设计。而近来出现的一些对草图交互界面的研究，主要集中在曲面如何构建、造型，对于大部分使用者来数，由于缺乏专业训练，在设计动漫玩具时，通常难以获得满意的效果。另外，现有动漫玩具设计多采用创意设计或模仿设计，运用手动绘制方式，不能充分发挥现有动漫玩具图片的作用，设计效率偏低。 

发明内容

为了克服传统CAD系统以及草图交互界面不便于进行快速设计的问题，本发明的目的在于提供一种基于图片的三维动漫玩具设计方法，该方法不仅能够设计出精美的三维模型，并且使用方便、操作简单，可以使设计者快速完成三维动漫玩具设计。 

本发明所采用的技术方案是： 

利用基于深度跟踪的轮廓提取与矢量化技术，根据输入玩具图片建立动漫玩具外围轮廓线，并根据特征区域分解轮廓线，建立三维模型的二维线轮廓框架；利用曲面造型技术，根据二维轮廓框架，利用三维建模方法，分别生成三维曲面，并利用三维曲面造型方法对曲面进行修改，得到三维模型原型；利用三维模型表面彩绘与贴图技术，根据用户输入，在三维模型表面进行表面彩绘或贴图，对三维模型原型进行美化，完成三维动漫玩具模型设计。 

所述基于深度跟踪的图像轮廓提取与矢量化技术，即对输入玩具图片依次采用预处理、轮廓提取、轮廓跟踪、轮廓简化和拟合处理得到矢量化的轮廓曲线。 

所述特征区域分解，即根据动漫玩具不同身体部分特征进行区域分解。 

所述三维建模方法，即回转建模、拉伸建模、膨胀蒙皮法建模。 

所述三维曲面造型方法，即对曲面细节采用局部点集变形、对称变形、平 面FFD变形对曲面细节进行调整。 

所述三维模型表面彩绘，即根据鼠标输入的草图轨迹或利用弗格森曲线拟合鼠标输入的草图轨迹，进而通过拖动控制点调整彩绘图纹形状，在三维模型表面进行线条彩绘，以及对勾绘的封闭区域用特定颜色进行填充着色。 

所述三维模型表面贴图，即直接从二维图片选取图像细节，拖拽至模型表面，完成三维模型表面贴图。 

本发明与现有其他动漫、玩具设计方法相比，具有的有益效果是： 

1)利用玩具图片进行三维模型建模，直观、快速，便于各种类型设计人员学习和设计。 

2)通过运用图像轮廓提取与矢量化技术，快速得到动漫玩具外围轮廓线，免去了原本手动绘制不精确，需要反复修改等问题，降低了工作量，提高了设计效率。 

3)在三维模型生成的过程中，采用了根据特征区域进行建模的方法，并提供了快速有效的三维建模方法和三维曲面便捷造型方法，为建立模型提供了便利。 

4)实现了对生成的三维模型进行表面彩绘和贴图的方法，便于设计人员对模型进行美化，快速的完成设计目标。 

附图说明

图1是本发明的具体技术路线。 

图2是以小熊图片为例运用基于深度跟踪的图像轮廓提取与矢量化技术提取结果。 

图3是以小熊图片为例，对提取得到的轮廓线进行特征区域分解结果。 

图4是同一轮廓线分别采用回转、拉伸和膨胀蒙皮法生成三维曲面结果。 

图5是小熊耳朵进行局部点集变形示例。 

图6是小熊胳膊进行对称变形示例。 

图7是小熊肚子进行平面FFD变形示例。 

图8是小熊头部三维模型表面彩绘示例。 

图9是小熊头部三维模型表面贴图示例。 

图10是最终完成的小熊三维模型。 

图11是快速深度轮廓跟踪方法示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 

本发明从三维动漫玩具的快速设计出发，实现一个基于图片的三维动漫玩具快速设计过程，其技术路线如图1所示，具体包含以下实施步骤：