一种仿生三维模型的驱动方法和系统技术方案

本申请涉及一种仿生三维模型的驱动方法和系统。所述方法包括：根据交互指令确定仿生三维模型的运动数据；将所述运动数据分解为驱动所述仿生三维模型相应骨骼关节点的位移向量和旋转向量；基于所述位移向量和旋转向量，利用仿生三维模型的三维骨架带动所述仿生三维模型各部位运动；其中，所述仿生三维模型为利用三维骨架绑定的仿生三维模型。本申请提供的技术方案，在拥有较高逼真度的情况下，简化了计算过程，可以促进三维模型动画在人机交互领域得到更广泛的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生三维模型的驱动方法和系统
本专利技术涉及三维动画
，特别是指一种仿生三维模型的驱动方法和系统。
技术介绍
三维动画由于其真实性、可操作性以及精确性而被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等诸多领域，在影视制作和游戏制作方面，能够给人带来耳目一新的感觉，因此，收到众多人们的欢迎。目前，传统的三维动画模型技术在人机交互领域上主要以播放已有的动画和关键帧插帧计算的方法来实现动画的实时合成。但是，现有的关键帧插帧的方法存在着过于庞大的计算量，对于精度较高的三维模型以及顶点数量较多的三维模型并不适用，且关键帧插帧的方法在逼真度表现上并不良好。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种仿生三维模型的驱动方法和系统，能够解决在人机实时交互时能够驱动三维模型且拥有较高的逼真度，较少的计算量。本专利技术提供的一种仿生三维模型的驱动方法，包括：根据交互指令确定仿生三维模型的运动数据；将所述运动数据分解为驱动所述仿生三维模型相应骨骼关节点的位移向量和旋转向量；基于所述位移向量和旋转向量，利用仿生三维模型的三维骨架带动所述仿生三维模型各部位运动；其中，所述仿生三维模型为利用三维骨架绑定的仿生三维模型。由上，本申请通过仿生三维模型的三维骨架带动仿生三维模型各部位的运动，可以减少实现该运动的计算量，保证逼真度。作为第一方面的一种实现方式，所述仿生三维模型的构建过程包括：利用蒙皮算法将仿生三维模型的顶点和顶点形成的mesh网格均与三维骨架进行绑定，获得支持骨骼节点驱动的仿生三维模型。由上，通过蒙皮算法来构建仿生三维模型，可以使三维骨骼和三维模型结合时较为逼真。作为第一方面的一种实现方式，所述交互指令为文本数据和/或与所述文本数据同步关联的语音数据。由上，提供了丰富的交互形式，推动了人机交互技术的应用。作为第一方面的一种实现方式，所述根据交互指令确定仿生三维模型的运动数据，包括：当所述交互指令为驱动所述仿生三维模型的肢体相关的运动时，根据交互指令从预设的模型库中匹配相应的运动数据；当所述交互指令为驱动所述仿生三维模型的唇部相关的运动时，利用预先训练的深度神经网络模型获得相应的运动数据。由上，提供了仿生三维模型不同部位运动时运动数据的获取方法，基于上述方法，可以获得更适合本申请中仿生三维模型的数据，使该仿生三维模型的运动过程更为自然流畅。作为第一方面的一种实现方式，所述将所述运动数据分解为驱动所述仿生三维模型相应骨骼关节点的位移向量和旋转向量，包括：根据各部位的运动数据和所述仿生三维模型的空间比例参数，将所述各部位的运动数据对齐到同等尺度的三维空间坐标系中，并基于所述仿生三维模型的三维骨架的依赖层关系，分解得到相应骨骼关节点的位移向量和旋转向量。由上，由于各部位的运动数据与仿生三维模型的比例不同，因此需将二者变化为同一尺度的空间坐标系下，由此得到相应骨骼关节点的位移向量和旋转向量，保证该仿生三维模型的运动幅度符合其本身尺度。作为第一方面的一种实现方式，所述旋转向量为四元数数据。作为第一方面的一种实现方式，所述基于所述位移向量和旋转向量，利用仿生三维模型的骨架带动所述仿生三维模型各部位运动之后，还包括：对所述仿生三维模型进行音频数据对齐和光影渲染操作。由上，在仿生三维模型各部位运动之后，对其进行音频数据对齐和光影渲染操作，可以保证显示效果，提高观赏度。一种仿生三维模型的驱动系统，包括：确定模块，用于根据交互指令确定仿生三维模型的运动数据；分解模块，用于将所述运动数据分解为驱动所述仿生三维模型相应骨骼关节点的位移向量和旋转向量；驱动模块，用于基于所述位移向量和旋转向量，利用仿生三维模型的骨架带动所述仿生三维模型各部位运动。其中，所述仿生三维模型为利用三维骨架绑定的仿生三维模型。一种计算设备，包括：总线；通信接口，其与所述总线连接；至少一个处理器，其与所述总线连接；以及至少一个存储器，其与所述总线连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行上述方法。一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行上述的方法。综上，本专利技术可以解决下述问题：在实时驱动三维仿生模型时，较少计算量，提高逼真度。附图说明图1为本申请实施例提供的一种仿生三维模型的驱动方法的流程图；图2为本申请实施例提供的一种仿生三维模型的驱动系统的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种计算设备的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不局限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三等”或模块A、模块B、模块C等，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如S100、S200……等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中使用的属于只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示，本申请的其中一个实施例提供了仿生三维模型的驱动方法。该方法包括：S100：根据交互指令确定仿生三维模型的运动数据。S200：将所述运动数据分解为驱动所述仿生三维模型相应骨骼关节点的位移向量和旋转向量。S300：基于所述位移向量和旋转向量，利用仿生三维模型的三维骨架带动所述仿生三维模型各部位运动。其中，所述仿生三维模型为利用三维骨架绑定的仿生三维模型，其具有明显的头部轮廓、面部轮廓、躯干轮廓以及肢体轮廓等。其中，面部轮廓包含明显的眼睛、嘴巴。例如：人物模型、动物模型、卡通人物模型、卡通动物模型等具有仿生特征类生物模型。在步骤S100之前，需要预先构建仿生三维模型。在本实施例中的仿生三维模型是利用蒙皮算法进行构建的。具体过程为：利用蒙皮算法将仿生三维模型的顶点和顶点形成的mesh网格均与三维骨架进行绑定，绑定后即得到仿生三维模型。给定该仿生三维模型中三维骨架的骨骼节点依赖层关系和时间段T内每个时间点t的该模型的运动数据，通过S200将所述运动数据分解为驱动所述仿生三维模型相应所有骨骼关节点的位移向量和旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生三维模型的驱动方法，其特征在于，所述方法包括：/n根据交互指令确定仿生三维模型的运动数据；/n将所述运动数据分解为驱动所述仿生三维模型相应骨骼关节点的位移向量和旋转向量；/n基于所述位移向量和旋转向量，利用仿生三维模型的三维骨架带动所述仿生三维模型各部位运动；/n其中，所述仿生三维模型为利用三维骨架绑定的仿生三维模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种仿生三维模型的驱动方法，其特征在于，所述方法包括：
根据交互指令确定仿生三维模型的运动数据；
将所述运动数据分解为驱动所述仿生三维模型相应骨骼关节点的位移向量和旋转向量；
基于所述位移向量和旋转向量，利用仿生三维模型的三维骨架带动所述仿生三维模型各部位运动；
其中，所述仿生三维模型为利用三维骨架绑定的仿生三维模型。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述仿生三维模型的构建过程包括：
利用蒙皮算法将仿生三维模型的顶点和顶点形成的mesh网格均与三维骨架进行绑定，获得支持骨骼节点驱动的仿生三维模型。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交互指令为文本数据和/或与所述文本数据同步关联的语音数据。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据交互指令确定仿生三维模型的运动数据，包括：
当所述交互指令为驱动所述仿生三维模型的肢体相关的运动时，根据交互指令从预设的模型库中匹配相应的运动数据；
当所述交互指令为驱动所述仿生三维模型的唇部相关的运动时，利用预先训练的深度神经网络模型获得相应的运动数据。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述运动数据分解为驱动所述仿生三维模型相应骨骼关节点的位移向量和旋转向量，包括：
根据各部位的运动数据和所述仿生三维模型的空间比例参数，将所述各部位的运动数据对齐到同等尺度的三维空间坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋卫，黄元忠，卢庆华，
申请(专利权)人：深圳市木愚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44