基于图片生成具有纹理贴图的三维人物化身研究

发布时间：2022-01-03 22:50

　　随着计算机仿真技术的快速发展,使得人们的生活越来越丰富的同时,也使他们越来越追求技术所带来的真实感体验和视觉上的享受。在大规模人群仿真场景、虚拟试穿系统、影视动画、视频会议和游戏场景中,真实感和精细化的三维人物模型给人们带来了不一样的视觉冲击。本文研究了如何自动地从人物图片直接生成可视化三维人物模型的方法,首先使用深度学习的方法提取图片中人物语义特征信息,将由此得到的人体解析图:1、映射到纹理空间生成部分纹理,进而通过纹理拼接技术得到完整的UV纹理图;2、融入到标准网格模型SMPL中得到目标三维网格模型。将UV纹理图通过纹理坐标映射到对应的三维人物模型,从而实现目标人物化身的创建。本文的主要工作如下:1)综述了从图片生成可视化三维人物模型的相关研究现状及成果,对当前从图片到可视化三维人物模型所使用的系统和算法、用于从图片中提取人物语义特征信息的网络模型进行了总结和改进。2)针对现有的人体解析方法在进行人物图像语义解析时出现的人体细节缺失和语义标签图精度偏低,提出了边界与语义信息相融合的交叉细化网络模型（Cross Refinement Network,简称CRN）。对图片提取人物语义特... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

2·31上海外滩踩踏事件Fig1.112·31Shanghaibundstampede

绪论3Direct3D工具设计出固有的会议场景,采用微软发布的Kinect摄像头提取与会者的3D模型信息,发送到服务器端,完成融合后再返回终端显示.融合结果有较强现场感,人物模型真实准确.验证了系统的可行性和实用性。在游戏场景中，人物的逼真程度往往对游戏爱好者的体验影响很大[7]。图1.2虚拟3D视频会议Fig1.2Virtual3DVideoConference就目前而言，在大型人物群体的仿真中，人物个体角色模型和动作大多通过有限的编程库中提供的模板复制得来，且颜色和纹理外观较为单一，大量外观相似的人物模型难以给人一种真实性的感觉。且在现代的大多虚拟服饰的试衣系统中，大多系统的试穿效果都停留在二维图像阶段，而进行三维的试穿展示一般需要为每一件服饰都进行人工建模，成本和效率过高不利于大规模投放使用。因此，如何进行便捷有效的多样化的人物角色模型仿真，并且自动化的从图片生成可视化三维人物模型，有着重要的研究意义和普适的应用价值。1.2国内外研究现状1.2.1从图片生成个性化三维人物化身的研究现状由来自真实场景中的人物图片自动生成个性化的三维人物模型一直是研究学者们不停探索的领域。一部分相关工作是基于昂贵的扫描设备或深度相机来构建带有服饰信息的人体模型；另一部分工作则是采用基于深度学习的双分支方法，第一个分支是从图片创建三维人物模型，第二个分支是通过图像的语义分割图从关键帧中获取部分纹理信息，然后拼接得到完整的UV纹理图；融合两个分支生成的结果得到可视化三维人物模型。

合肥工业大学学术硕士研究生学位论文61.3课题来源本论文课题来源于国家重点研发计划项目（2016YFC0800100）、国家自然科学基金青年基金支持（项目批准号：61702155）和安徽省自然科学基金面上项目支持（项目编号：1808085MF176）。1.4研究内容综上所述，仅使用少量照片方便快速地生成真实性和多样化的三维虚拟人物模型，有广泛的应用场景和现实意义，促进研究虚拟试衣系统，为人们网上购物带来便利；推进疏散仿真系统尽快部署落地，给人们生活带来安全保障；优化游戏场景角色模型和影视动画的仿真效果，为人们带来更真实刺激的视觉体验。国内外对于人物图像的语义特征识别和生成可视化三维人物模型已经取得了一定的研究成果，本文基于相关的理论方法进行优化整合，提出了一种从图片生成对应的可视化三维人物模型仿真系统，并给出此系统的相关介绍。图1.3从图片到个性化三维人物化身系统流程图Fig1.3FlowChartoftheGenerationsystemfromPicturestopersonalized3Dhumanavatars本文提出的从图片到个性化三维人物化身系统流程图如图1.3所示，整个系统可分为三个部分，第一部分是通过本文提出的深度学习网络模型对输入的原图像进行语义分割得到人体语义特征图，如图1.3中的红色框部分，这部分内容将在第


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