一种谱姿态迁移方法技术

本发明专利技术公开了一种谱姿态迁移方法，包括计算输入的参考模型、源模型的拉普拉斯矩阵及其对应的谱与特征函数，得到参考模型与源模型的调和基，并计算控制网格的拉普拉斯矩阵；选取参考模型与源模型之间的特征对应点，计算参考模型与源模型之间对应函数，利用对应函数优化参考模型和源模型的调和基；计算源模型关于控制网格的重心坐标矩阵；集成基于广义重心坐标的子空间技术到该能量函数中；优化能量函数，得到变形后的控制网格；利用重心坐标矩阵，计算目标模型的顶点位置；采用分层谱姿态迁移算法将参考模型的姿态迁移到源模型上；进行朝向优化处理，得到目标模型。本发明专利技术能获得令人满意的姿态迁移效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机图形学及三维动画制作领域，具体涉及一种谱姿态迁移方法。
技术介绍
计算机动画中，艺术家把动画从一个模型迁移到另一个模型上需要花费大量的时间和精力，基于样例的网格建模(Example-basedmeshmodeling)技术的发展，为动画的迁移提供了一种常用的方法。基于样例的变形为计算机动画中重用模型的已有动画提供了一种重要手段。作为基于样例的变形方法，变形迁移(Deformationtransfer)是指，给定一个模型(参考模型)的两个不同姿态，把这两个姿态之间的潜在运动抽取为一个几何变换，然后利用这个几何变换驱动另一个模型(源模型)做类似的变形。通常要求源模型的姿态和参考模型的第一个姿态相似。表情克隆把面部表情从一个模型迁移到另一个模型，这是最早的变形迁移。复制两个给定不同形状(姿态)的参考网格的变形到源网格上，源网格的连接关系可以与参考网格不同.他们把两个参考网格之间的变形表示成变换矩阵的集合，然后通过用户指定的参考网格和源网格之间的对应，把这些变换矩阵映射到源网格上，从而得到一个变形的目标网格。在变形迁移过程中考虑了模型的语义信息。Ben-Chen等提出空间变形迁移方法。他们利用变分调和映射(VariationalHarmonicMaps)通过控制网格实现变形迁移。该算法可以用于不同表示类型(如四面体网格、多边形汤(Polygonsoup)等)的模型之间的姿态迁移。Zhou等把变形迁移技术推广到有任意多个分支构成的复杂模型上.基于控制网格的变形迁移首先用参考网格求解一个控制网格的变形，然后基于重心坐标编辑来驱动源网格变形。从内蕴算子(Intrinsicoperator)重构形状，在泛函映射下，他们利用形状差异进行变形迁移，通过强制目标模型与第二个参考模型之间的形状差异和源模型与第一个参考模型之间的形状差异相同来求解目标模型。对于质量较差的网格，该算法所使用的余切权重的拉普拉斯算子会产生负值，这将对优化能量函数的收敛性产生负面作用。另外，该算法所使用的形状差异依赖形状之间的泛函映射，这导致该算法的质量同样受泛函映射精度的影响。值得注意的是，为了定义参考模型的变形，以上提到的所有方法的输入都需要参考模型的多个参考姿态。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本专利技术提供一种谱姿态迁移方法。本专利技术采用如下技术方案：一种谱姿态迁移方法，包括如下步骤：步骤一计算输入的参考模型、源模型的拉普拉斯矩阵及其对应的谱与特征函数，得到参考模型与源模型的调和基，并计算控制网格的拉普拉斯矩阵；步骤二选取参考模型与源模型之间的特征对应点，计算参考模型与源模型之间对应函数，利用对应函数优化参考模型和源模型的调和基；计算源模型M关于控制网格C的重心坐标矩阵Ψ；步骤三建立细节保持的谱姿态迁移能量函数，集成基于广义重心坐标的子空间技术到该能量函数中；优化能量函数，得到变形后的控制网格利用重心坐标矩阵Ψ，计算目标模型的顶点位置步骤四采用分层谱姿态迁移算法将参考模型的姿态迁移到源模型上；步骤五进行朝向优化处理，得到目标模型。设两个具有不同连接关系的三角网格形状M＝<V，E，F>与M′＝<V′，E′，F′>，分别为源模型与参考模型，源模型M的控制网格记为C。步骤二具体为：所述的选取参考模型与源模型之间的特征对应点，计算参考模型与源模型之间的基于面积近似的k-邻域指示函数作为模型之间的对应函数F和G；优化参考模型和源模型的调和基，得到耦合准调和基{φ′i本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谱姿态迁移方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一计算输入的参考模型、源模型的拉普拉斯矩阵及其对应的谱与特征函数，得到参考模型与源模型的调和基，并计算控制网格的拉普拉斯矩阵；步骤二选取参考模型与源模型之间的特征对应点，计算参考模型与源模型之间对应函数，利用对应函数优化参考模型和源模型的调和基；计算源模型M关于控制网格C的重心坐标矩阵Ψ；步骤三建立细节保持的谱姿态迁移能量函数，集成基于广义重心坐标的子空间技术到该能量函数中；优化能量函数，得到变形后的控制网格利用重心坐标矩阵Ψ，计算目标模型的顶点位置步骤四采用分层谱姿态迁移算法将参考模型的姿态迁移到源模型上；步骤五进行朝向优化处理，得到目标模型。

【技术特征摘要】
1.一种谱姿态迁移方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一计算输入的参考模型、源模型的拉普拉斯矩阵及其对应的谱与特征函数，得到参考模型与源模型的调和基，并计算控制网格的拉普拉斯矩阵；步骤二选取参考模型与源模型之间的特征对应点，计算参考模型与源模型之间对应函数，利用对应函数优化参考模型和源模型的调和基；计算源模型M关于控制网格C的重心坐标矩阵Ψ；步骤三建立细节保持的谱姿态迁移能量函数，集成基于广义重心坐标的子空间技术到该能量函数中；优化能量函数，得到变形后的控制网格利用重心坐标矩阵Ψ，计算目标模型的顶点位置步骤四采用分层谱姿态迁移算法...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂清，周瑞，尹梦晓，陈光明，冼楚华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44