[发明专利]一种基于可变形螺旋线模型的人体建模方法

权利要求书

1.一种基于可变形螺旋线模型的人体建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立曲率和挠率受调控的参数方程螺旋线；

步骤2，针对待建模的物体，按照待建模物体的大小确定坐标轴，建立骨骼函数；

步骤3，采用轮廓拟合方法建立可变形螺旋线模型，即建立人体四肢部分的模型；

步骤4，采用三维绘图工具导出头部、手部和脚部模型的点云数据，建模并与四肢模型拼装组合人体模型。

2.根据权利要求1所述的基于可变形螺旋线模型的人体建模方法，其特征在于，步骤1所述建立曲率和挠率受调控的螺旋线，具体如下：

从坐标原点起始，x轴方向与主轴相重合的螺旋线r的方程表示为：

$\left\{\begin{array}{c}x=mt;\\ y=f\left(x\right)sin\left(t\right);\\ z=g\left(x\right)cos\left(t\right);\end{array}\right.$

其中f(x)和g(x)为模型轮廓的边界函数；t为参数方程变量，t的取值范围决定螺旋线的起始位置，m为决定生长速度的参数，令f(x)＝g(x)，该方程即是曲率和挠率受f(x)调控的一条三维曲线。

3.根据权利要求1所述的基于可变形螺旋线模型的人体建模方法，其特征在于，步骤2所述骨骼函数的建立：令y和Y分别表示变形前后的边界，B(x)为骨骼函数，则有Y＝y+B(x)，B(x)表达x轴方向上模型的弯曲程度。

4.根据权利要求1所述的基于可变形螺旋线模型的人体建模方法，其特征在于，步骤3所述采用轮廓拟合方法建立可变形螺旋线模型，其中轮廓拟合方法采用样条线拟合、傅立叶级数拟合、高斯拟合或多项式拟合。

5.根据权利要求1所述的基于可变形螺旋线模型的人体建模方法，其特征在于，步骤3所述建立人体四肢部分的模型的过程中，包括将三维螺旋线蒙皮成三维曲面的过程，采用方法如下：在螺旋线的每一个周期即一圈上等距选取n个点，再将点数据连接成曲面，取点过程将螺线看作纬线，通过添加经线与纬线相交从而获得点数据。

6.根据权利要求3所述的基于可变形螺旋线模型的人体建模方法，其特征在于，所述轮廓拟合方法采用高斯拟合，模型轮廓的边界函数f(x)如下：

f(x)＝aexp(-(bx-c)²)

其中，a为控制y轴和z轴方向轮廓尺度的参数，b、c为控制模型轮廓形变的参数。