一种服装模型与人体模型的摩擦效果实现方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种服装模型与人体模型的摩擦效果实现方法及系统。所述方法包括：基于网格化操作得到服装网格模型和人体网格模型；获取当前动画帧下的人体网格模型的有向距离场；根据有向距离场确定与人体网格模型之间存在摩擦的各个目标服装网格顶点；确定每个目标服装网格顶点的关联人体网格；根据每个目标服装网格顶点和关联人体网格在当前动画帧和下一动画帧的位置信息，获取目标服装网格顶点相对于人体网格模型表面的切向位移；根据摩擦系数和库伦摩擦模型对所述切向位移进行修正。所述系统包括对应实现上述各个步骤的各个功能模块。本发明专利技术能够解决现有的人体走秀动态模拟因未对服装模型与人体模型之间的摩擦力进行模拟而影响走秀效果的问题。拟而影响走秀效果的问题。拟而影响走秀效果的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种服装模型与人体模型的摩擦效果实现方法及系统


[0001]本专利技术属于布料物理仿真领域，更具体地，涉及一种应用于虚拟服装走秀的服装模型与人体模型的摩擦效果实现方法及系统。

技术介绍

[0002]在基于物理的数字化布料仿真中，为了能够充分地表现服装试衣效果以及全面地展示向用户展示服装特性，通常选择在虚拟静态试衣之后进行人体走秀动态模拟。对于人体走秀动态模拟，设计者可针对不同体态特征设置不同参数来制作相应的数字人体模型，并可以根据需要为数字人体模型定义各种动作。在每个关键动画帧中，数字人体模型在骨骼动画的驱动下实现位置的实时更新，与此同时，穿着在数字人体模型上的服装模型会在数字人体模型的驱动下通过物理模拟来实现动态的走秀展示。
[0003]然而，在现有人体走秀动态模拟的过程中，并未对服装模型与人体模型之间的摩擦力进行模拟，进而导致人体走秀动态模拟的过程中容易出现服装面料松垮滑落、服装网格局部变形严重和衣服跟随效果失真等不良现象，从而影响人体走秀动态模拟的呈现效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有的人体走秀动态模拟因未对服装模型与人体模型之间的摩擦力进行模拟而影响走秀效果的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种服装模型与人体模型的摩擦效果实现方法及系统。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供一种服装模型与人体模型的摩擦效果实现方法，该方法包括以下步骤：
[0007]对所述服装模型和所述人体模型进行网格化处理，得到服装网格模型和人体网格模型；
[0008]获取当前动画帧下的人体网格模型所在空间的有向距离场；
[0009]根据所述有向距离场确定所述服装网格模型中的与所述人体网格模型之间存在摩擦的各个目标服装网格顶点；
[0010]确定每个目标服装网格顶点的关联人体网格，所述关联人体网格为所述人体网格模型中的距离相应目标服装网格顶点最近的人体网格；
[0011]对于每个目标服装网格顶点及其关联人体网格，根据二者在当前动画帧和下一动画帧的位置信息，获取所述目标服装网格顶点相对于所述人体网格模型的表面的切向位移；
[0012]根据给定的摩擦系数，并基于库伦摩擦模型对所述目标服装网格顶点相对于所述人体网格模型的表面的切向位移进行修正。
[0013]作为可选的是，所述获取当前动画帧下的人体网格模型所在空间的有向距离场包
括：
[0014]计算当前动画帧下的人体网格模型的AABB包围盒；
[0015]对所述AABB包围盒进行体素化处理；
[0016]根据所述人体网格模型中的每个人体网格的坐标和体素化的AABB包围盒获取人体网格模型所在空间的有向距离场。
[0017]作为可选的是，所述根据所述有向距离场确定所述服装网格模型中的与所述人体网格模型之间存在摩擦的各个目标服装网格顶点包括：
[0018]根据所述有向距离场确定所述服装网格模型中的各个服装网格顶点的有向距离；
[0019]将有向距离小于预定的最小有向距离的服装网格顶点划归为目标服装网格顶点。
[0020]作为可选的是，所述关联人体网格在下一动画帧的位置信息根据下一动画帧的骨骼变换矩阵和关联人体网格在当前动画帧的位置信息所确定。
[0021]作为可选的是，所述对于每个目标服装网格顶点及其关联人体网格，根据二者在当前动画帧和下一动画帧的位置信息，获取所述目标服装网格顶点相对于所述人体网格模型的表面的切向位移包括：
[0022]根据所述目标服装网格顶点和所述关联人体网格在当前动画帧的位置信息获取所述目标服装网格顶点在所述关联人体网格上的映射点的坐标；
[0023]根据所述关联人体网格在当前动画帧和下一动画帧的位置信息和获取的映射点坐标获取所述目标服装网格顶点在所述关联人体网格上的虚拟人体碰撞点在当前动画帧和下一动画帧的坐标；
[0024]根据所述虚拟人体碰撞点在当前动画帧和下一动画帧的坐标以及所述目标服装网格顶点在当前动画帧和下一动画帧的位置信息获取所述目标服装网格顶点与所述虚拟人体碰撞点在两帧之间的相对位移；
[0025]根据所述目标服装网格顶点与所述虚拟人体碰撞点在两帧之间的相对位移以及所述关联人体网格在下一动画帧的法向量获取所述目标服装网格顶点与所述虚拟人体碰撞点在两帧之间的法向相对位移；
[0026]根据所述目标服装网格顶点与所述虚拟人体碰撞点在两帧之间的相对位移以及法向相对位移确定所述目标服装网格顶点与所述虚拟人体碰撞点在两帧之间的切向相对位移。
[0027]作为可选的是，设目标服装网格顶点在当前动画帧的位置为q，关联人体网格为三角形面片，其三个顶点在当前动画帧为{p0，p1，p2}，则映射点的坐标为(b0，b1，b2)；
[0028]其中：
[0029]b0＝1
‑
(c*e
‑
b*f)/det
‑
(a*f
‑
c*d)/det；
[0030]b1＝(c*e
‑
b*f)/det；
[0031]b2＝(a*f
‑
c*d)/det；
[0032]a＝(p1‑
p0).(p1‑
p0)；
[0033]b＝(p2‑
p0).(p1‑
p0)；
[0034]c＝(q
‑
p0).(p1‑
p0)；
[0035]d＝b；
[0036]e＝(p2‑
p0).(p2‑
p0)；
[0037]f＝(q
‑
p0).(p2‑
p0)；
[0038]det＝a*e
‑
b*d。
[0039]作为可选的是，虚拟人体碰撞点在当前动画帧的坐标p
mix
基于以下公式获取：
[0040]p
mix
＝b0*p0+b1*p1+b2*p2[0041]虚拟人体碰撞点在下一动画帧的坐标p'
mix
基于以下公式获取：
[0042]p'
mix
＝b0*p'0+b1*p'1+b2*p'2[0043]上式中，p
′0、p
′1和p
′2为下一动画帧下的关联人体网格的三个顶点。
[0044]作为可选的是，所述目标服装网格顶点与所述虚拟人体碰撞点在两帧之间的相对位移rev_d基于以下公式获取：
[0045]rev_d＝q'
‑
q
‑
(p'
mix
‑
p
mix
)
[0046]上式中，q
′
为目标服装网格顶点在下一动画帧的位置；
[0047]关联人体网格在下一动画帧的法向量n
′
基于以下公式获取：
[0048][0049]目标服装网格顶点与虚拟人体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种服装模型与人体模型的摩擦效果实现方法，其特征在于，包括：对所述服装模型和所述人体模型进行网格化处理，得到服装网格模型和人体网格模型；获取当前动画帧下的人体网格模型所在空间的有向距离场；根据所述有向距离场确定所述服装网格模型中的与所述人体网格模型之间存在摩擦的各个目标服装网格顶点；确定每个目标服装网格顶点的关联人体网格，所述关联人体网格为所述人体网格模型中的距离相应目标服装网格顶点最近的人体网格；对于每个目标服装网格顶点及其关联人体网格，根据二者在当前动画帧和下一动画帧的位置信息，获取所述目标服装网格顶点相对于所述人体网格模型的表面的切向位移；根据给定的摩擦系数，并基于库伦摩擦模型对所述目标服装网格顶点相对于所述人体网格模型的表面的切向位移进行修正。2.根据权利要求1所述的服装模型与人体模型的摩擦效果实现方法，其特征在于，所述获取当前动画帧下的人体网格模型所在空间的有向距离场包括：计算当前动画帧下的人体网格模型的AABB包围盒；对所述AABB包围盒进行体素化处理；根据所述人体网格模型中的每个人体网格的坐标和体素化的AABB包围盒获取人体网格模型所在空间的有向距离场。3.根据权利要求1所述的服装模型与人体模型的摩擦效果实现方法，其特征在于，所述根据所述有向距离场确定所述服装网格模型中的与所述人体网格模型之间存在摩擦的各个目标服装网格顶点包括：根据所述有向距离场确定所述服装网格模型中的各个服装网格顶点的有向距离；将有向距离小于预定的最小有向距离的服装网格顶点划归为目标服装网格顶点。4.根据权利要求1所述的服装模型与人体模型的摩擦效果实现方法，其特征在于，所述关联人体网格在下一动画帧的位置信息根据下一动画帧的骨骼变换矩阵和关联人体网格在当前动画帧的位置信息所确定。5.根据权利要求1所述的服装模型与人体模型的摩擦效果实现方法，其特征在于，所述对于每个目标服装网格顶点及其关联人体网格，根据二者在当前动画帧和下一动画帧的位置信息，获取所述目标服装网格顶点相对于所述人体网格模型的表面的切向位移包括：根据所述目标服装网格顶点和所述关联人体网格在当前动画帧的位置信息获取所述目标服装网格顶点在所述关联人体网格上的映射点的坐标；根据所述关联人体网格在当前动画帧和下一动画帧的位置信息和获取的映射点坐标获取所述目标服装网格顶点在所述关联人体网格上的虚拟人体碰撞点在当前动画帧和下一动画帧的坐标；根据所述虚拟人体碰撞点在当前动画帧和下一动画帧的坐标以及所述目标服装网格顶点在当前动画帧和下一动画帧的位置信息获取所述目标服装网格顶点与所述虚拟人体碰撞点在两帧之间的相对位移；根据所述目标服装网格顶点与所述虚拟人体碰撞点在两帧之间的相对位移以及所述关联人体网格在下一动画帧的法向量获取所述目标服装网格顶点与所述虚拟人体碰撞点
在两帧之间的法向相对位移；根据所述目标服装网格顶点与所述虚拟人体碰撞点在两帧之间的相对位移以及法向相对位移确定所述目标服装网格顶点与所述虚拟人体碰撞点在两帧之间的切向相对位移。6.根据权利要求5所述的服装模型与人体模型的摩擦效果实现方法，其特征在于，设目标服装网格顶点在当前动画帧的位置为q，关联人体网格为三角形面片，其三个顶点在当前动画帧为{p0，p1，p2}，则映射点的坐标为(b0，b1，b2)；其中：b0＝1
‑
(c*e
‑
b*f)/det
‑
(a*f
‑
c*d)/det；b1＝(c*e
‑
b*f)/det；b2＝(a*f
‑
c*d)/det；a＝(p1‑
p0).(p1‑
p0)...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁小燕，刘桥生，
申请(专利权)人：上海百琪迈科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：