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专利号: 2021105713005
申请人: 山东大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种发型三维建模方法,其特征是:包括以下步骤:(1)获取数字化发型,提取其顶点信息,并计算方向场;

(2)以发丝为处理单位,对发型进行筛选,去除离散发丝;

(3)提取发型的轮廓顶点,计算顶点法向并对轮廓顶点进行优化;具体过程包括:步骤(3‑1):提取轮廓点;

步骤(3‑2):对每个三角面片中从同一点起始边进行叉乘获取面法向,根据该法向是否与其他面相交判断法向内外朝向,若面法向朝向模型内部,则反转法向;

步骤(3‑3):针对每一个顶点根据其构成的三角面片面积对面法向进行加权平均,计算得出顶点法向;

步骤(3‑4):对轮廓顶点进行优化,将所有轮廓点沿着法向进行小幅偏移,获取偏移后的表面顶点;

(4)根据轮廓顶点和法向,进行表面重建,对重建的模型进行重新网格化处理,得到发型三维模型。

2.如权利要求1所述的一种发型三维建模方法,其特征是:所述步骤(1)的具体过程包括:获取数字化发型,自动读取顶点信息;

依次处理每一根由点序列构成的发丝,并根据近邻点之间的先后关系计算每个点的方向,为发型生成方向场。

3.如权利要求1所述的一种发型三维建模方法,其特征是:所述步骤(2)的具体过程包括:步骤(2‑1):对发丝进行聚类:对每根发丝均匀采样K个顶点作为特征,根据特征对发丝进行层次聚类,设置聚类终止簇数C;

步骤(2‑2):对发丝进行过滤:计算簇平均发丝数,当一个簇内的发丝数少于比例值σ与平均发丝数的积,则过滤该簇中所有发丝。

4.如权利要求1所述的一种发型三维建模方法,其特征是:所述步骤(4)中,根据轮廓顶点和法向,进行表面重建包含以下步骤:步骤(4‑1):采用近邻点加权平均的方法,对所有顶点的法向进行平均化;

步骤(4‑2):采用筛选泊松表面重建对带有法向信息的轮廓顶点进行重建。

5.如权利要求1所述的一种发型三维建模方法,其特征是:所述步骤(4)中,对重建的模型进行重新网格化处理包含以下步骤:步骤(4‑a):使用表面平滑方法对网格进一步处理,保留主要特征,同时平滑变化趋势;

步骤(4‑b):采用各向异性的网格重划分方法,生成三角网格,得到重建的发型三维模型。

6.一种人物三维建模方法,其特征是:包括以下步骤:选择发型三维模型,所述发型三维模型是基于权利要求1‑5中任一项所述的一种发型三维建模方法生成的;

生成或选择人脸模型,将发型三维模型配准至人脸模型上,得到人物肖像三维模型。

7.一种发型三维建模系统,其特征是:包括:顶点提取模块,被配置为根据数字化发型,提取其顶点信息,并计算方向场;

筛选模块,被配置为以发丝为处理单位,对发型进行筛选,去除离散发丝;

优化模块,被配置为提取发型的轮廓顶点,计算顶点法向并对轮廓顶点进行优化;具体过程包括:提取轮廓点;

对每个三角面片中从同一点起始边进行叉乘获取面法向,根据该法向是否与其他面相交判断法向内外朝向,若面法向朝向模型内部,则反转法向;

针对每一个顶点根据其构成的三角面片面积对面法向进行加权平均,计算得出顶点法向;

对轮廓顶点进行优化,将所有轮廓点沿着法向进行小幅偏移,获取偏移后的表面顶点;

网格化模块,被配置为根据轮廓顶点和法向,进行表面重建,对重建的模型进行重新网格化处理,得到发型三维模型。

8.一种电子设备,其特征是:包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令,所述计算机指令被处理器运行时,完成权利要求1‑5中任一项所述的方法中的步骤。

9.一种计算机可读存储介质,其特征是:用于存储计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时,完成权利要求1‑5中任一项所述的方法中的步骤。