發(fā)布時(shí)間：2021-07-15 10:19

　　隨著虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的高速發(fā)展,通過(guò)照片對(duì)目標(biāo)人物進(jìn)行三維模型重建成為了傳統(tǒng)建模領(lǐng)域與深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的重要研究方向。從照片快速準(zhǔn)確地還原出三維模型可以極大的簡(jiǎn)化三維建模的流程,節(jié)約人力物力成本,使建模流程實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化甚至全自動(dòng)化,對(duì)于運(yùn)動(dòng)、電影、游戲等領(lǐng)域具有重大意義。本文作者結(jié)合線性混合蒙皮算法,設(shè)計(jì)了一種基于人體健康指數(shù)還原人物體態(tài)特征的算法,并利用該算法完成人物三維模型的重建,進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于二維照片的人物三維模型重建系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于人物三維模型的重建,可以根據(jù)人物照片,構(gòu)建符合目標(biāo)人物體態(tài)特征的三維模型,并可以結(jié)合運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)模型的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。本文從課題的研究背景和意義出發(fā),介紹了常用的人物三維建模的相關(guān)方法與系統(tǒng)涉及的相關(guān)技術(shù),分析了基于照片的人物三維模型重建系統(tǒng)的需求。在需求分析的基礎(chǔ)上,研究和設(shè)計(jì)了一種基于人體健康指數(shù)還原人物體態(tài)特征的算法（BTHM）,闡述了基于該算法的人物三維模型重建系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì),主要包括系統(tǒng)架構(gòu)和流程的設(shè)計(jì)、算法和系統(tǒng)所需的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)和系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)預(yù)處理、通用... 

【文章來(lái)源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

一l骨骼動(dòng)畫示例

影響一個(gè)皮膚頂點(diǎn)。當(dāng)模型發(fā)生運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，皮膚頂點(diǎn)會(huì)根據(jù)受不同骨骼影響權(quán)重的??大小不同，而產(chǎn)生不同的位移，從而計(jì)算每個(gè)皮膚頂點(diǎn)的最終位置。線性混合蒙皮算??法的示例如圖２－２所示。??＿／?網(wǎng)格頂點(diǎn)??？

在球面混合蒙皮算法中，當(dāng)關(guān)節(jié)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，可以將頂點(diǎn)看作是繞旋轉(zhuǎn)中心??沿著弧線運(yùn)動(dòng)到新的位置［７］，旋轉(zhuǎn)中心的位置是固定的，且與該頂點(diǎn)最近的受影響的??骨骼有關(guān)。旋轉(zhuǎn)中心如圖２－３所示。??＾?Ｘ??Ｖ廣??廣?／／，??圖２－３旋轉(zhuǎn)中心示例［８］??首先需要計(jì)算出皮膚頂點(diǎn)旋轉(zhuǎn)中心的空間坐標(biāo)，根據(jù)受影響骨骼的權(quán)重對(duì)所有??旋轉(zhuǎn)矩陣進(jìn)行混合，計(jì)算出皮膚頂點(diǎn)運(yùn)動(dòng)所需的旋轉(zhuǎn)矩陣。算法的基本原理如公式２－??３所示。??Ｖ?＝?ＭｉＲＬ＾Ｖ?（２－３）??其中Ｖ表示皮膚頂點(diǎn)的起始位置，Ｗ表示皮膚頂點(diǎn)的最終位置，圩１表示影響皮??膚頂點(diǎn)的骨骼物體坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，Ｒ表示插值旋轉(zhuǎn)矩陣，是通過(guò)將骨骼ｉ的旋轉(zhuǎn)??矩陣按照皮膚頂點(diǎn)的權(quán)重值進(jìn)行插值計(jì)算得到的，］＾表示皮膚頂點(diǎn)坐標(biāo)由物體坐標(biāo)??系轉(zhuǎn)換為世界坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣。??２．２．４?柔性綁定算法一雙四元數(shù)混合蒙皮算法??８??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于DBN模型與Kinect數(shù)據(jù)的高爾夫揮桿重建（英文）[J]. 呂東岳,黃志蓓,陶冠宏,俞能海,吳健康.  中國(guó)科學(xué)院大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[2]基于網(wǎng)格變形的從圖像重建三維人臉[J]. 董洪偉.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2012(07)
[3]一種采用單照相機(jī)的三維人體測(cè)量方法[J]. 方金,任立紅,丁永生,郝礦榮.  東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(05)
[4]單張照片輸入的人臉動(dòng)畫系統(tǒng)[J]. 杜志軍,王陽(yáng)生.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2010(07)
[5]改進(jìn)的骨骼蒙皮算法模擬皮膚變形[J]. 夏開(kāi)建,王士同.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2009(12)
[6]基于OpenGL的三維人體運(yùn)動(dòng)模型實(shí)現(xiàn)[J]. 陳忠,趙學(xué)輝,孫秋瑞.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2008(S2)
[7]基于可編程圖形處理器的骨骼動(dòng)畫算法及其比較[J]. 季卓爾,張景嶠.  計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2008(21)
[8]雙目立體匹配算法的研究與進(jìn)展[J]. 白明,莊嚴(yán),王偉.  控制與決策. 2008(07)
[9]個(gè)性化三維人體模型快速建模方法[J]. 毛天露,王兆其.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2005(10)

碩士論文
[1]基于單張正面照片的三維人臉建模及表情合成的研究[D]. 徐雪絨.西南交通大學(xué) 2011
[2]基于手繪的三維建模方法的研究[D]. 趙娜.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[3]骨骼動(dòng)畫技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 袁會(huì)杰.電子科技大學(xué) 2010
[4]基于雙目立體視覺(jué)的物體深度信息提取系統(tǒng)研究[D]. 劉維.中南大學(xué) 2009



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