技术领域
[0001] 本
发明及一种模型变形方法，特别是涉及一种能模拟真实模型的模型变形方法及其系统。
背景技术
[0002] 目前的人
体模型的创建，主要还是使用3DMAX工具，手动调节各个点的
位置，凭借建模人员的经验创建自己想要的模型。但是，由于这种建模依赖于创建者经验，很难真实模拟真实模型，既失真又费
力耗时。
发明内容
[0003] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能真实模拟真实模型的模型变形方法。
[0004] 本发明的目的还在于提供一种能真实模拟真实模型的模型变形系统。
[0005] 为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
[0006] 一种模型变形方法，通过以下步骤实现：
[0007] a、建模：至少建立两个不同身高或身长的网格标准模型，其中一个为高个或长个的网格标准模型，另一个为矮个或者短个的网格标准模型；
[0008] b、真标模身高对应：根据真实模型的身高或身长H真从所建模中选择与真实模型最接近的作为
选定标准模型，并根据H真与选定标准模型H标的身高或身长变化获得选定标准模型的身高或身长变化比例{irate高}，选定标准模型根据身高或身长变化比例{irate高}变形获得初始化标准身高模型；
[0009] c、体重变形：设定真实模型的变形参数为体重W真，根据W标＝{H真-70}×60％计算真实模型的身高H真对应的标准体重W标，最大体重W大为标准体重W标的若干倍，最小体重W小为标准体重W标的若干分之一；比较W真与W大、W标、W小的大小，获得体重变化范围：若W真＞W标，则体重变大范围为W标—W大，若W真＜W标，则体重变小范围为W标—W小，并获得相应的体重变化比例{irate重}，使初始化标准身高模型根据体重变化比例{irate重}变形获得网格真实体重模型。
[0010] 局部体征建模：各所述网格标准模型的局部体征分别建立最大变形模型和最小变形模型；
[0011] 局部体征参数设定：设定所述真实模型的局部体征参数为如下局部体征参数中的一种或者多种：颈围、脖长、肩宽、背宽、背厚、胸围、胸宽、上胸型、胸挺垂、
肺部、
腰围、后腰、臀宽、臀大小、臂长、上臂围、下臂围、腿长、小腿围、大腿围、上下身比例、腹围、腹凸起；
[0012] 局部体征变形：根据真实模型的实际局部体征参数与最大变形模型或最小变形模型的变形比例，使所述网格真实体重模型变形成中间模型，测量中间模型获得中间局部体征参数，当中间局部体征参数与实际局部体征参数不符，则再次根据中间局部体征参数与实际局部体征的变形比例进行变形、测量、比较，以此类推，使中间局部体征参数与实际局部体征参数相符。
[0013] 一种模型变形方法，通过以下步骤实现：
[0014] a、建模：建立网格标准模型，获得以网格标准模型为
基础的网格标准模型的局部体征变大的变形比例{irate大}和局部变小的变形比例{irate小}；
[0015] b、真标模身高对应：根据真实模型的身高或身长H真从所建模中选择与真实模型最接近的作为选定标准模型，并根据H真与选定标准模型H标的身高或身长变化获得选定标准模型的身高或身长变化比例{irate高}，选定标准模型根据身高或身长变化比例{irate高}变形获得初始化标准身高模型；
[0016] c、变形：设定真实模型的变形参数，
[0017] 若设定真实模型的变形参数为体重W真，根据W标＝{H真-70}×60％计算真实模型的身高H真对应的标准体重W标，最大体重W大为标准体重W标的若干倍，最小体重W小为标准体重W标的若干分之一；比较W真与W大、W标、W小的大小，获得体重变化范围：若W真＞W标，则体重变大范围为W标—W大，若W真＜W标，则体重变小范围为W标—W小，并获得相应的体重变化比例{irate重}，使初始化标准身高模型根据体重变化比例{irate重}变形获得网格真实体重模型；和/或[0018] 若设定真实模型的变形参数为如下局部体征参数中的一种或者多种：颈围、脖长、肩宽、背宽、背厚、胸围、胸宽、上胸型、胸挺垂、肺部、腰围、后腰、臀宽、臀大小、臂长、上臂围、下臂围、腿长、小腿围、大腿围、上下身比例、腹围、腹凸起；
[0019] 局部体征变形：根据真实模型的实际局部体征参数与局部体征变大的变形比例{irate大}或局部变小的变形比例{irate小}的变形比例，使网格真实体重模型或初始化标准身高模型变形成中间模型，测量中间模型获得中间局部体征参数，当中间局部体征参数与实际局部体征参数不符，则再次根据中间局部体征参数与实际局部体征的变形比例进行变形、测量、比较，以此类推，使中间局部体征参数与实际局部体征参数相符。
[0020] 一种模型变形方法，通过以下步骤实现：
[0021] 标模变形范围：建立网格标准模型，获得标准参数，根据标准参数设定变大的大标准参数和变小的小标准参数，获得标准参数变形范围；
[0022] 标模变真模：设定真实模型与标准参数相对应的实际参数，将实际参数与大标准参数、标准参数和小标准参数进行比较，以接近实际参数接近的为变形基础参数；
[0023] 计算变形基础参数变形成实际参数的变形比例，或计算实际参数占标准参数变形范围的变形比例，网格标准模型根据变形比例进行变形。
[0024] 网格标准模型根据变形比例进行变形获得中间参数，将中间参数与实际参数比较，若两者不符，则再计算变形比例，通过循环计算，收敛，使中间参数与实际参数相符。
[0025] 所述网格标准模型采用三
角形网格，变形使用线性插值的方法实现网格标准模型单个变形参数的变形。
[0026] 模型变形系统，能实现上述方法的系统，其包括
[0027] a、建模单元：建立网格标准模型，获得以网格标准模型为基础的网格标准模型的局部体征变大的变形比例{irate大}和局部变小的变形比例{irate小}；
[0028] b、真标模身高对应单元：根据真实模型的身高或身长H真从所建模中选择与真实模型最接近的作为选定标准模型，并根据H真与选定标准模型H标的身高或身长变化获得选定标准模型的身高或身长变化比例{irate高}，选定标准模型根据身高或身长变化比例{irate高}变形获得初始化标准身高模型；
[0029] c、变形单元：设定真实模型的变形参数，
[0030] 若设定真实模型的变形参数为体重W真，根据W标＝{H真-70}×60％计算真实模型的身高H真对应的标准体重W标，最大体重W大为标准体重W标的若干倍，最小体重W小为标准体重W标的若干分之一；比较W真与W大、W标、W小的大小，获得体重变化范围：若W真＞W标，则体重变大范围为W标—W大，若W真＜W标，则体重变小范围为W标—W小，并获得相应的体重变化比例{irate重}，使初始化标准身高模型根据体重变化比例{irate重}变形获得网格真实体重模型；和/或[0031] 若设定真实模型的变形参数为如下局部体征参数中的一种或者多种：颈围、脖长、肩宽、背宽、背厚、胸围、胸宽、上胸型、胸挺垂、肺部、腰围、后腰、臀宽、臀大小、臂长、上臂围、下臂围、腿长、小腿围、大腿围、上下身比例、腹围、腹凸起；
[0032] 局部体征变形：根据真实模型的实际局部体征参数与局部体征变大的变形比例{irate大}或局部变小的变形比例{irate小}的变形比例，使网格真实体重模型或初始化标准身高模型变形成中间模型，测量中间模型获得中间局部体征参数，当中间局部体征参数与实际局部体征参数不符，则再次根据中间局部体征参数与实际局部体征的变形比例进行变形、测量、比较，以此类推，使中间局部体征参数与实际局部体征参数相符。
[0033] 采用上述方案后，本发明的模型变形方法及其系统具有以下有益效果：
[0034] 一、通过标准模型的参数和真实模型参数之间的对应转化，能生成和真实模型身材匹配的网格真实模型。
[0035] 二、各模型均由三角形网格组成，变形使用线性插值的方法实现身体单个特征的变形，所建立的网格真实模型更能真实地反映真实模型的各种体貌特征。
附图说明
[0036] 图1为本发明中的各身高的网格标准模型。
[0037] 图2为本发明中胸部或者横向维度对应点示意图。
[0038] 图3为本发明中所有维度连线示意图。
[0039] 图4为本发明中的最小体重模型、标准体重模型和最大体重模型。
[0040] 图中：
[0041] 点连线A
具体实施方式
[0042] 为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体
实施例以人体变形为例来对本发明进行详细阐述，但并不限于此，各种动物也适用，这些不再赘述。
[0043] 如图1至4所示，本发明的模型变形方法，主要通过以下步骤实现：
[0044] 1、建模单元建大小模：至少建立两个不同身高的网格标准模型，如图1所示，分别建立标准身高H标为150cm的XS号矮个或短个的网格标准模型和170cm的XL号高个或长个网格标准模型。这里并不限定矮个为150cm，高个为170cm，还可定义矮个为155cm，高个为180cm，矮个的身高可高低调整，高个的身高也可高低调整，也就是说矮个和高个分别限定了变形范围，后面的身高变形在这个范围内按比例进行变形。
[0045] 根据常规或者5cm一档对标准身高进行分档并记录各标准身高的记录的变化{irate}。在150cm和170cm之间的标准身高分为155cm、160cm、165cm和170cm的S、M、L号网格标准模型，各身高的网格标准模型通过变化{irate}实现，{irate}表示irate系列，网格标准模型上的各点、点距等数据相关的数据系列。
[0046] 2、真标模身高对应单元
[0047] 根据真实模型的身高H真，从H标为150cm、155cm、160cm、165cm和170cm中选择与真实模型身高H真最接近的一个选定标准模型。如真实模型的身高H真为170cm，则选定标准模型为170cm的XL网格标准模型，若真实模型的身高H真为162cm，则选定标准模型为160cm的网格标准模型，若真实模型的身高H真为153cm，则选定标准模型为155cm的网格标准模型。
[0048] 根据H真与选定标准模型H标的身高变化计算选定标准模型的身高变化比例{irate高}，选定标准模型根据身高变化比例{irate高}变形获得初始化标准身高模型，由于身高变化了，人体其他部位也相应变化，也就是说身高、体重、臂长等均相应变化。
[0049] 变形比例irate的说明如下，irate为模型从默认模型到想要获得模型的变形比例。开始有的资源是各个标准身材的模型，本发明中分成身高150cm，170cm两个标准模型。同时为每个部位即局部体征建立一个最大和最小的变化模型，局部体征包括脖、肩、胸、臂、腿、手、脚等。同时还有一个目前在显示的初始化模型；所有的变形计算都是从初始化开始的，以170cm为标准，所以各个部位的最大，最小变形模型身高都是170；各个建立的模型资源减于初始化模型可以得到模型的差target，如模型150-模型170得到target2，那么当设定irate为100时，可通过如下公式模型170＝模型150+target2×irate。如果想变到168，根据如下说明进行计算获得irate值，然后通过模型168＝模型170+target2×irate，获得变形参数，将模型变成身高168cm。
[0050] 其中，为真实人体和模型之间找到一个对应关系，以身高为基准，现实身高170cm对应程序opengl中显示距离为1700。对人体的点进行连线，计算各个人体参数对应的模型距离dist，模型距离dist×0.1为它对应的实际身材参数。对于dist的计算，如果是横向维度，如胸部，在建模型的时候需要确保有一圈点刚好可以满足计算要求，对于凹的部位，直接选定凹点两侧两个凸点作为连接点，从而选定一个系列的点P{i}，这个系列的点连线A可以把胸部包围在里面，如图2所示。Dist等于所有相邻两点之间距离相加。对于垂直距离，如身高，直接选定两点，dist等于两点的y坐标差。所有维度连线如图3所示。
[0051] 3、变形单元
[0052] 3.1、变形单元实现体重变形：设定真实模型的变形参数为体重W真，根据W标＝{H真-70}×60％计算真实模型的身高H真对应的标准体重W标，最大体重W大为2W标，最小体重W小为W标/
2；比较W真与W大、W标、W小的大小，获得体重变化范围：
[0053] A、若W真＞W标，则体重变大范围为W标—W大，获得相应的体重变大比例{irate重}，并建立对应的最大体重模型和标准体重模型；
[0054] B、若W真＜W标，则体重变小范围为W标—W小，获得相应的体重变小比例{irate重}，并建立对应的标准体重模型和最小体重模型。
[0055] C、初始化标准身高模型根据上面第A步或第B步中获得的体重变化比例{irate重}变形获得网格真实体重模型。
[0056] 其中，上面的体重最大值、最小值还可如下设定成若干倍、若干分之一：最大值为标准值的1.5倍、最小值为1/1.5，或者最大值为标准值的2.5倍、最小值为1/2.5，最大值为标准值的1.5倍、最小值为1/2，……。
[0057] 本发明的体重如上确定，因为体重是无法完全通过计算的方法测量，体重还涉及到
密度，有些人可能肌肉比较发达，导致身材看起来不胖，但是事实上体重很胖。上面的标准只是最普遍的变化，将最大体重
定位标准体重的两倍，最小体重定义为标准体重的1/2。
[0058] 3.2、变形单元实现局部体征变形
[0059] 进一步地，真实模型的局部体征参数为下列中的一种或者多种：颈围、脖长、肩宽、背宽、背厚、胸围、胸宽、上胸型、胸挺垂、肺部、腰围、后腰、臀宽、臀大小、臂长、上臂围、下臂围、腿长、小腿围、大腿围、上下身比例、腹围、腹凸起等。
[0060] 局部体征参数如下变形：先需要根据变化比例计算各局部体征的比例{irate}的临时值，然后通过测量的方法计算这个时候对应的模型局部体征的大小，两者进行比较，之后不断地收敛，获得最终的变化比例{irate}。例如以局部体征为胸变化为例，实际局部体征参数即实际胸部最大是110cm，最小是80cm，中间是90cm，想获得95cm，可通过初步变化，获得irate1＝(95-90)/(110-90)×100，获得变化比例25，但是实际可能比例25变化后，本发明中的方法测量中间局部体征参数即胸部大小是94，这个时候需要用irate2＝irate1+(95-94)/(110-90)×100，再进行计算，获得大小irate2为30，通过试验2-3次计算可以收敛到想要的结果，即中间局部体征参数与实际局部体征参数相符。
[0061] 以此类推，根据真实模型的上述各局部体征参数使初始标准身高模型变形，最终获得网格真实模型。
[0062] 本发明的
算法中应该分为三类变形，1类为身高或身长，第二类为体重，第三类就是其它部位的局部体征变形。第一类身高变形需要先变到和它最接近的标准模型，所以这个时候可以获得一个变形数列{irate}，然后再通过小范围的变化，变到想要的身高，这样使输入的身高变化后尽量和标准身材拟合。第二类体重因为难以通过计算机方法测量获得与实际相符，所以是直接计算比例获得。第三类方法，如胸部、臂部、腹部等其它部位的局部体征，可通过上面的描述的第4步确定真实值。
[0063] 进一步地，存储各模型点时，最大体重模型、标准体重模型、最小体重模型相同部位点的索引一样。
[0064] 进一步地，网格标准模型采用三角形网格，上述变形使用线性插值的方法实现网格标准模型单个变形参数的变形，也就是说，实现身体单个特征的变形：臂长、背部、胸、胖瘦等如前所述的各类变形参数。
[0065] 进一步地，本发明还可以对上述建模、真标模对应、变形各步骤中的参数进行计算、存储，不用
网格模型、三角网格模型进行演示，或者采用其他形式的模型演示变形过程、变形结果。
[0066] 进一步地，本发明还可通过手动调节身体参数变形比例或者输入人体身材参数，生成和真实人体身材匹配的
人体模型。
[0067] 实施例一
[0068] 1、在现实生活中测量自己的各个身体、身材数据，如身高、体重、颈围、胸围、腰围、臂围、肩宽、臂长、上臂围、下臂围……。
[0069] 2、第一步先设定真实身高H真，通过上面的第2步真标模身高对应，输入真实身高H真，从而可以获得身高变化比例{irate真}。变
化身高时，事实上不只身高变化，为了获得标准身材，{irate真}表示的数据系列包含其它身体部位参数也可能跟着变化。
[0070] 比较H真和根据常规身高分档标准分的5个标准身高H标中150cm、155cm、160cm、165cm和170cm的网格标准模型中的那个值比较接近，最接近的为选定标准模型，它变化的比例等于和其最接近的该选定标准模型，根据身高变化比例参数{irate}，可以获得身高变化后的初始化标准身高模型，初始化标准身高模型的身高等于H真。
[0071] 3、输入真实体重W真，根据{H真-70}×60％计算真实身高H真对应的标准体重W标。根据标准体重W标，设定最大体重W大为2W标，最小体重W小为W标/2，如图4所示建立最小体重模型、标准体重模型和最大体重模型。根据上面第3步体重变形的方法，获得真实体重W真的变化比例。因为体重的标准和体型标准并不是完全匹配的，这个还和身体肌肉，骨骼大小有关。标准身高模型自动生成身材获得初始化标准身高模型，还支持手动进行身材比例的调节。所有的调节都是支持两种输入方式。
[0072] 4、输入身体其它部位的局部体征参数的数据，根据第4步4、局部体征变形的方法对模型进行调节，以腹部变形为例，各局部体征参数分别以此类推：计算irate1，若实际腹部数据F真更接近腹部最小变形F小，则irate1＝(F真-F小)/(F大-F小)×100，初始化标准身高模型根据irate1变形成中间模型1，测量中间模型1的中间腹部数据1与实际腹部数据是否相符，若前者小于后者，则以实际腹部数据和中间腹部数据1即F中1之间的差值占腹部最大变形和最小变形范围的比例，计算得irate2＝(F真-F中1)/(F大-F小)×100，中间模型1根据irate2变形成中间模型2，测量中间F中2比较F中2与F真不符，计算irate3，中间模型2根据irate3变形成中间模型3，……，通过上述变形使用线性插值的方法实现网格标准模型单个变形参数的变形，最终生成和真实人体身材匹配的人体网格真实模型。
[0073] 各个局部体征参数分别如上变形，最终获得与各实际局部体征参数相符的人体网格真实模型。
[0074] 实施例二
[0075] 模型变形方法，采用上述系统，通过以下步骤实现：
[0076] 1、标模变形范围：建立网格标准模型，获得标准参数，根据标准参数设定变大的大标准参数和变小的小标准参数，获得标准参数变形范围。
[0077] 2、标模变真模：设定真实模型与标准参数相对应的实际参数，将实际参数与大标准参数、标准参数和小标准参数进行比较，以接近实际参数接近的为变形基础参数；
[0078] 计算变形基础参数变形成实际参数的变形比例，或计算实际参数占标准参数变形范围的变形比例，网格标准模型根据变形比例进行变形。
[0079] 3、网格标准模型根据变形比例进行变形获得中间参数，将中间参数与实际参数比较，若两者不符，则再计算变形比例，通过循环计算，收敛，使中间参数与实际参数相符。
[0080] 上述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的
专利范畴。
