【技术实现步骤摘要】
本申请涉及虚拟现实(virtual reality，vr)，提供一种虚拟角色动画方法及电子设备。
技术介绍
1、传统角色动画一般通过骨骼运动来控制三维模型的表面三角形网格运动实现驱动变形，这种角色动画方式简单且具有良好的驱动性能，但在三维模型的肘部等关节处，容易产生塌陷、体积损失、鼓包、拧麻花等异常驱动现象。而基于物理仿真的角色动画可以解决传统角色动画中异常驱动的问题，但基于物理仿真的角色动画方法需要将对表面三角形网格模型进行四面体化，并且需要建立拉伸约束、体积约束等各种约束条件，使三维模型的驱动变形具有长度、体积等不变性，从而实现较为真实的动画效果。
2、然而，由于基于物理仿真的角色动画方法本身计算量较大，且表面三角网格模型经四面体化后，顶点的数据量大幅度增加会进一步增加计算量，从而导致基于物理仿真的角色动画方法在驱动性能方面表现较差。当模型精度较高时，顶点数量更多时，从而难达到实时驱动变形的要求，或者驱动帧率较低产生卡顿现象。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种虚拟角色动画方法及电子设备，用于提高虚拟角色的驱动效率。
2、一方面，本申请实施例提供了一种虚拟角色动画方法，包括：
3、在预处理阶段，对表面三角形网格模型进行至少一轮下采样操作，获得初始三维模型，其中，每轮下采样操作包括：
4、计算本轮表面三角形网格模型中每条边的边要素信息，所述边要素信息至少包含边长度要素和边曲率要素；
5、根据各边的边要素信息，删除本
6、在实时驱动阶段，根据每帧驱动数据对所述初始三维模型进行驱动变形，并对驱动变形后的初始三角形网格模型进行至少一轮上采样操作，获得目标三维模型，其中，每轮上采样操作包括：
7、采用顶点删除的倒序方式，根据所述被删除顶点、所述新顶点和剩余顶点三者的关联关系，以及驱动变形后的初始三维模型中的新顶点和剩余顶点，恢复所述被删除顶点；
8、删除所述新顶点，并恢复所述被删除顶点与原始顶点间的连接以还原模型拓扑结构。
9、另一方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器、存储器和显示器，所述显示器、所述存储器和所述处理器通过总线连接；
10、所述存储器存储有计算机程序，所述处理器根据所述计算机程序，执行以下操作：
11、在预处理阶段，对表面三角形网格模型进行至少一轮下采样操作，获得初始三维模型，其中，每轮下采样操作包括：
12、计算本轮表面三角形网格模型中每条边的边要素信息，所述边要素信息至少包含边长度要素和边曲率要素；
13、根据各边的边要素信息，删除本轮表面三角形网格模型中的部分顶点，并根据被删除顶点生成新顶点以重新建立模型拓扑结构，并建立所述被删除顶点分别与所述新顶点和剩余顶点的关联关系；
14、在实时驱动阶段，根据每帧驱动数据对所述初始三维模型进行驱动变形，并对驱动变形后的初始三角形网格模型进行至少一轮上采样操作，获得目标三维模型并通过所述显示器进行显示，其中，每轮上采样操作包括：
15、采用顶点删除的倒序方式，根据所述被删除顶点、所述新顶点和剩余顶点三者的关联关系，以及驱动变形后的初始三维模型中的新顶点和剩余顶点，恢复所述被删除顶点；
16、删除所述新顶点，并恢复所述被删除顶点与原始顶点间的连接以还原模型拓扑结构。
17、可选的，所述处理器计算本轮表面三角形网格模型中每条边的边要素信息，具体操作为：
18、针对每一条边，执行以下操作：
19、获取包围所述表面三角形网格模型的包围盒中最大对角线长度；
20、获取当前边的边长度，并计算所述边长度与所述最大对角线长度的比值，获得所述当前边的边长度要素；
21、计算所述当前边关联的两个顶点的曲率，并将两个曲率的均值作为所述当前边的边曲率要素。
22、可选的，所述处理器计算每个顶点的曲率的操作为：
23、获取包含所述顶点的多个三角形面片的法线向量，并对每两个三角形面片的法线向量进行点积计算；
24、根据各点积计算结果，选择两个法线向量间的最大夹角作为所述顶点的曲率。
25、可选的，所述处理器根据各边的边要素信息，删除本轮表面三角形网格模型中的部分顶点，并根据被删除顶点生成新顶点以重新建立模型拓扑结构，具体操作为：
26、根据每条边的边长度要素和边曲率要素，确定每条边的影响因子，并从各条边中选择最小影响因子对应的待处理边；
27、当所述待处理边的影响因子小于预设阈值时，将所述待处理边的中点作为新顶点，以及删除所述待处理边的两个顶点，并记录所述新顶点与所述被删除顶点的对应关系；
28、将本轮表面三角形网格模型中与所述被删除顶点连接的顶点，与所述新顶点连接以重新建立模型拓扑结构；
29、计算所述新顶点关联的新边的边要素信息，并计算所述新边的影响因子以进行下一轮下采样。
30、可选的，所述处理器建立所述被删除顶点分别与所述新顶点和剩余顶点的关联关系，具体操作为：
31、针对所述待处理边中的每个被删除顶点，执行以下操作：
32、获取所述新顶点与所述剩余顶点中，分别与所述被删除顶点相连的顶点组成的边集合，并计算所述边集合中每条边的长度；
33、根据所述边集合中每条边的长度，对各边的长度分别进行归一化处理，并将归一化的取值作为相应顶点对所述被删除顶点的第一影响权重；
34、根据所述新顶点与所述剩余顶点中分别与所述被删除顶点相连的顶点对所述被删除顶点的第一影响权重，获得所述关联关系。
35、可选的，处理器采用顶点删除的倒序方式，根据所述被删除顶点、所述新顶点和剩余顶点三者的关联关系，以及驱动变形后的初始三维模型中的新顶点和剩余顶点，恢复所述被删除顶点，具体操作为：
36、针对下采样中每个被删除顶点，执行以下操作：
37、获取驱动变形后的初始三维模型中，与所述被删除顶点连接的新顶点和剩余顶点的空间坐标；
38、根据所述关联关系中所述新顶点和所述剩余顶点分别对所述被删除顶点的第一影响权重，对各空间坐标进行加权，获得驱动变形后所述被删除顶点的空间坐标。
39、可选的，在预处理阶段，获得所述新顶点后，所述处理器还执行：
40、根据本轮表面三角形网格模型中两个被删除顶点各自绑定的骨骼节点，获得所述新顶点关联的骨骼节点集合，并根据所述骨骼节点集合中各骨骼节点对所述被删除顶点的原始影响权重，计算所述骨骼节点集合中的每个骨骼节点分别对所述新顶点的第二影响权重；
41、在实时驱动阶段，所述处理器根据每帧驱动数据对所述初始三维模型进行驱动变形，具体操作为：
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1.一种虚拟角色动画方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算本轮表面三角形网格模型中每条边的边要素信息，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，每个顶点的曲率的获得方式包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各边的边要素信息，删除本轮表面三角形网格模型中的部分顶点，并根据被删除顶点生成新顶点以重新建立模型拓扑结构，包括：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，建立所述被删除顶点分别与所述新顶点和剩余顶点的关联关系，包括：
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用顶点删除的倒序方式，根据所述被删除顶点、所述新顶点和剩余顶点三者的关联关系，以及驱动变形后的初始三维模型中的新顶点和剩余顶点，恢复所述被删除顶点，包括：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在预处理阶段，获得所述新顶点后，还包括：
8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器和显示器，所述显示器、所述存储器和所述处理器通过总线连接；
9.如权利要求8所述的电
10.如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述处理器建立所述被删除顶点分别与所述新顶点和剩余顶点的关联关系，具体操作为：
...【技术特征摘要】
1.一种虚拟角色动画方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算本轮表面三角形网格模型中每条边的边要素信息，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，每个顶点的曲率的获得方式包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各边的边要素信息，删除本轮表面三角形网格模型中的部分顶点，并根据被删除顶点生成新顶点以重新建立模型拓扑结构，包括：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，建立所述被删除顶点分别与所述新顶点和剩余顶点的关联关系，包括：
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用顶点删除的倒序方式，根据所述被删除顶点、所述新顶点和剩...
【专利技术属性】
技术研发人员：任子健，刘帅，孟祥民，吴连朋，
申请(专利权)人：聚好看科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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