[发明专利]基于几何变形的三维动画角色模型皮肤变形方法

摘要

本发明涉及一种基于几何变形的三维动画角色模型皮肤变形方法，包括步骤根据初始角色模型的骨架结构，将初始角色模型划分为关节区域和骨骼区域，并手动标定骨骼区域间的变形控制点；根据用户设定的形体缩放参数以及标定的变形控制点，基于自由变形技术对初始角色模型的骨骼区域进行几何变形操作；在几何变形后，调整关节对顶点的影响权重；根据关节对关节区域和骨骼区域上顶点的影响权重，采用双四元数法驱动角色模型进行平移和旋转运动，生成生动逼真的皮肤变形效果。本发明能够处理模型动作幅度较大时引起的坍塌、形状爆炸等缺陷，在保证实时性的同时获得更加真实的皮肤变形。

主权项

一种基于几何变形的三维动画角色模型皮肤变形方法，其包括如下步骤：步骤1：根据初始角色模型的骨架结构，将初始角色模型划分为关节区域和骨骼区域，并手动标定骨骼区域间的变形控制点；步骤2：根据用户设定的形体缩放参数以及标定的变形控制点，基于自由变形技术对初始角色模型的骨骼区域进行几何变形操作；步骤3：在几何变形后，调整关节对顶点的影响权重；步骤4：根据关节对关节区域和骨骼区域上顶点的影响权重，采用双四元数法驱动角色模型进行平移和旋转运动，生成生动逼真的皮肤变形效果；所述步骤1中的初始模型为网格模型，且网格内部绑定了由关节和骨骼组成的骨架结构；骨架结构表示人体的基本结构；网格模型位于骨架结构外部，由三角形面片构成；网格模型与骨架结构之间按照特定的规则建立约束关系，当骨架结构运动时，驱动外部的网格模型，使其发生变形；所述步骤1中区域划分具体包括：步骤11：根据初始模型骨架结构的关节位置，采用法平面求交法确定关节的中心截面及组成截面的模型顶点；所述法平面求交法包括以关节位置为原点，以骨骼轴向为法向量建立法平面；求出法平面与网格模型的相交线段，顺序连接所述相交线段得到中心截面，所述相交线段的顶点为组成中心截面的模型顶点；步骤12：沿骨骼轴向分别向上、向下移动中心截面，采用步骤11中的法平面求交方法确定关节两侧的边界截面及组成截面的模型顶点；步骤13：确定关节两侧的边界截面组成的区域为关节区域，两个关节间相邻的两个边界截面组成的区域为骨骼区域。