基于二维照片的人物三维模型重建系统的设计与实现

发布时间：2021-07-15 10:19

　　随着虚拟现实、增强现实、深度学习等技术的高速发展,通过照片对目标人物进行三维模型重建成为了传统建模领域与深度学习领域的重要研究方向。从照片快速准确地还原出三维模型可以极大的简化三维建模的流程,节约人力物力成本,使建模流程实现半自动化甚至全自动化,对于运动、电影、游戏等领域具有重大意义。本文作者结合线性混合蒙皮算法,设计了一种基于人体健康指数还原人物体态特征的算法,并利用该算法完成人物三维模型的重建,进一步设计实现了基于二维照片的人物三维模型重建系统。该系统主要用于人物三维模型的重建,可以根据人物照片,构建符合目标人物体态特征的三维模型,并可以结合运动数据,实现模型的自动旋转。本文从课题的研究背景和意义出发,介绍了常用的人物三维建模的相关方法与系统涉及的相关技术,分析了基于照片的人物三维模型重建系统的需求。在需求分析的基础上,研究和设计了一种基于人体健康指数还原人物体态特征的算法（BTHM）,阐述了基于该算法的人物三维模型重建系统的总体设计,主要包括系统架构和流程的设计、算法和系统所需的基本数据结构设计以及系统接口设计和系统功能模块设计。在此基础上,设计和实现了数据解析、数据预处理、通用... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一l骨骼动画示例

影响一个皮肤顶点。当模型发生运动的时候，皮肤顶点会根据受不同骨骼影响权重的??大小不同，而产生不同的位移，从而计算每个皮肤顶点的最终位置。线性混合蒙皮算??法的示例如图２－２所示。??＿／?网格顶点??？

在球面混合蒙皮算法中，当关节进行旋转的时候，可以将顶点看作是绕旋转中心??沿着弧线运动到新的位置［７］，旋转中心的位置是固定的，且与该顶点最近的受影响的??骨骼有关。旋转中心如图２－３所示。??＾?Ｘ??Ｖ广??广?／／，??图２－３旋转中心示例［８］??首先需要计算出皮肤顶点旋转中心的空间坐标，根据受影响骨骼的权重对所有??旋转矩阵进行混合，计算出皮肤顶点运动所需的旋转矩阵。算法的基本原理如公式２－??３所示。??Ｖ?＝?ＭｉＲＬ＾Ｖ?（２－３）??其中Ｖ表示皮肤顶点的起始位置，Ｗ表示皮肤顶点的最终位置，圩１表示影响皮??肤顶点的骨骼物体坐标系的旋转矩阵，Ｒ表示插值旋转矩阵，是通过将骨骼ｉ的旋转??矩阵按照皮肤顶点的权重值进行插值计算得到的，］＾表示皮肤顶点坐标由物体坐标??系转换为世界坐标系的旋转矩阵。??２．２．４?柔性绑定算法一双四元数混合蒙皮算法??８??

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DBN模型与Kinect数据的高尔夫挥杆重建（英文）[J]. 吕东岳,黄志蓓,陶冠宏,俞能海,吴健康.  中国科学院大学学报. 2016(02)
[2]基于网格变形的从图像重建三维人脸[J]. 董洪伟.  计算机辅助设计与图形学学报. 2012(07)
[3]一种采用单照相机的三维人体测量方法[J]. 方金,任立红,丁永生,郝矿荣.  东华大学学报(自然科学版). 2010(05)
[4]单张照片输入的人脸动画系统[J]. 杜志军,王阳生.  计算机辅助设计与图形学学报. 2010(07)
[5]改进的骨骼蒙皮算法模拟皮肤变形[J]. 夏开建,王士同.  计算机应用与软件. 2009(12)
[6]基于OpenGL的三维人体运动模型实现[J]. 陈忠,赵学辉,孙秋瑞.  计算机应用. 2008(S2)
[7]基于可编程图形处理器的骨骼动画算法及其比较[J]. 季卓尔,张景峤.  计算机工程与设计. 2008(21)
[8]双目立体匹配算法的研究与进展[J]. 白明,庄严,王伟.  控制与决策. 2008(07)
[9]个性化三维人体模型快速建模方法[J]. 毛天露,王兆其.  计算机辅助设计与图形学学报. 2005(10)

硕士论文
[1]基于单张正面照片的三维人脸建模及表情合成的研究[D]. 徐雪绒.西南交通大学 2011
[2]基于手绘的三维建模方法的研究[D]. 赵娜.中国科学技术大学 2010
[3]骨骼动画技术的研究与实现[D]. 袁会杰.电子科技大学 2010
[4]基于双目立体视觉的物体深度信息提取系统研究[D]. 刘维.中南大学 2009



本文编号：3285515