基于特征点的人体建模过程与实现

摘要

三维人体建模技术一直是国内外众多学者研究的热点。不同应用领域对人体模型的创建要求各不相同。如何快速创建个性化人体模型也就成为建模的关键和研究的重点。针对上面的问题，本文分析了人体模型表面各个组成部位。当前三维人体模型的表示方法主要有线框模型、曲面模型、实体模型和物理模型等方法，而本文采用了曲面建模方法。利用DAZ3D三维人体造型软件中自带的标准人体模型作为本论文研究所用的通用三维人体模型，将此人体模型导出为以OBJ模型文件格式进行保存，用于人体特征数据的获取。
　　 本文利用OBJ模型文件格式的特点，用三角形基元表示了通用三维人体模型的表面。在通用三维人体模型特征点提取中，采用人体模型组成部位突出的特征，提取了用于人体体型改变的特征点，用这些特征点计算通用三维人体模型的三围尺寸；采用脸部鼻尖点的突出特征，并结合对脸部区域的划分方法提取了人体脸部的特征点。在通用三维人体体型设计过程中，为了避免直接利用OBJ模型文件的分组对人体表面变形后出现裂缝的问题，本文用已经获取的人体特征点对组成人体部位的数据进行了重新分配，按照人体三围尺寸与身高的比例关系，结合FFD局部变形算法实现了人体体型的改变。在通用三维人体脸部个性化的设计过程中，根据人体脸部特征点和各组成部位的比例关系，采用整体变换和局部变换算法实现了人脸个性化。通过对人体脸部和人体体型的变换，最终实现了个性化人体的建模。通过实验表明，采用该方法具有成本低、使用方便、建模迅速等特点；同时用户可以旋转，从多角度观察模型，还可以远观、近观模型。在实际应用中，具有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题背景

1.2目前三维人体建模技术的研究现状

1.3本文研究意义及研究内容

1.3.1研究意义

1.3.2研究目标及内容

1.4论文结构

第2章 三维人体建模技术的方法

2.1三维人体建模技术的方法

2.1.1表面模型面的表示方法

2.1.2表面建模的方法

2.2通用三维人体数据的获取方式

2.3通用三维人体建模方法的确定

第3章 三维人体数据特征点的获取

3.1三维人体特征点的分布

3.1.1人体脸部特征点的分布

3.1.2人体特征点的分布

3.2通用三维人体特征点的获取

3.2.1简化的通用人脸特征点的提取方法

3.2.2简化的通用人体特征点的提取方法

3.3通用三维人体特征尺寸的获取

第4章 基于特征点的三维人体建模

4.1通用三维人体体型的变形算法

4.1.1算法基本原理

4.1.2算法实例

4.2通用三维人体脸部变换算法

4.2.1算法基本原理

4.2.2通用三维人体脸部算法实现

4.3基于特征点的人体体型改变

4.4特征点人体体型变化中问题的解决

4.5人体姿势的改变

第5章 基于特征点的人体建模实现

5.1软件开发环境

5.2基于特征点的人体建模实现

5.2.2应用程序功能介绍

5.2.3人体模型调整功能举例

5.3实验结果分析

结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士期间发表的论文及科研工作