[发明专利]一种基于褶皱基线的三维褶皱生成方法

摘要

本发明涉及一种基于褶皱基线的三维褶皱生成方法，以褶皱基线为骨架，采用卷积曲面模拟三维褶皱，并对衣物三维褶皱截面形状的调整，使衣物褶皱的截面形状与真实褶皱的形状更加接近，提高三维衣物褶皱模拟的真实性。并且该褶皱截面形状的调整方法具有通用性，可以采用不同的目标形状函数，模拟不同的褶皱截面形状。其步骤是(1)对三维衣物网格进行网格变形分析；(2)根据网格的变形分析提取褶皱基线；(3)以褶皱曲线为骨架，生成卷积曲面；(4)将褶皱区域上的顶点映射到卷积曲面；(5)根据目标形状函数，将三维褶皱网格上的点调整到相应位置，调整三维褶皱截面形状。

主权项

一种基于褶皱基线的三维褶皱生成方法，其特征在于：对初始衣物网格进行变形分析，然后依据网格变形分析提取褶皱基线；以褶皱曲线为骨架生成卷积曲面，将褶皱区域上的点映射到卷积曲面以模拟褶皱形状；最后根据目标形状函数，将三维褶皱网格上的点调整到相应位置，完成对三维褶皱截面形状的调整，从而实现更具视觉真实性的褶皱模拟；其中，采用卷积曲面模拟三维褶皱，采用分段函数描述褶皱折线段，并通过搜索近似解的方式来得到三维衣物网格在褶皱曲面上的映射点，具体步骤如下：(1)采用分段函数描述褶皱折线段，并以该分段函数为卷积骨架；(2)采用柯西核函数，分段近似求解卷积场函数；(3)采用搜索近似解的方式来得到三维衣物网格在褶皱曲面上的映射点，对初始衣物网格中任一三角网格上的一个顶点p1，如果被包围在隐式褶皱曲面的范围之内，即对其计算卷积曲面的场函数f(p1)>1，则需要对其进行映射；否则若f(p1)<＝1，则说明p1点不受褶皱曲面的影响，无需映射，如果p1需要被映射到褶皱曲面上，首先需要计算其映射方向，然后计算p1沿该映射方向投影到卷积曲面上的点的坐标，p1点的映射方向向量vmap能通过计算该点的法向量得到，在p1的映射方向上，场函数是单调递减的，因此采用二分法的策略来搜索与场函数等值面的交点；其中，三维褶皱截面形状的调整，以g(x)＝Acos2(x)为目标形状函数，把三维褶皱上的点调整到目标函数所限定的位置，具体步骤如下：(1)建立横截面的局部坐标系，局部坐标系的y轴与骨架线段所在平面垂直；(2)设骨架线段所在平面法向量为P为三维褶皱网格上的一个顶点，P'为点P在调整褶皱形状后网格上的对应顶点，则有并且P点坐标为xP＝L·sinθ，yP＝L·cosθ，则有P'点坐标为xP'＝xP，yP'＝g(xP)，于是P'调整后的坐标为