技術(shù)特征：

1.一種組件式的三維人像建模方法，通過編輯三維人體模板的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和幾何外形參數(shù)，實(shí)現(xiàn)三維人體模板的變形，進(jìn)而帶動(dòng)頭發(fā)、衣服和鞋襪附屬物組件的變化，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的建模結(jié)果，其特征在于，建模步驟如下：

首先，建立三維人像的標(biāo)準(zhǔn)模板，包括三維人體模板和衣服、頭發(fā)及鞋襪附屬物組件模型，并以三維人體模板為中心，建立三維人體模板與附屬物組件模型之間的對應(yīng)關(guān)系；

其次，變形三維人體模板，通過調(diào)整人體的幾何外形參數(shù)或者動(dòng)作姿態(tài)參數(shù)，生成預(yù)期的三維人體模型結(jié)果；

最后，變形衣服、頭發(fā)和鞋襪附屬物，三維人體模板帶動(dòng)衣服、頭發(fā)及鞋襪附屬物組件發(fā)生變形，實(shí)現(xiàn)最終的三維人像結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組件式的三維人像建模方法，其特征在于，建立三維人像的標(biāo)準(zhǔn)模板，包括如下步驟：

2.1)生成核心的三維人體模板，在對三維人體數(shù)據(jù)庫進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，考慮人體在動(dòng)作姿態(tài)和幾何外形上的兩個(gè)變化子空間，建立線性化表示的人體參數(shù)化空間，即人體參數(shù)化信息，同時(shí)生成該空間中用平均值表示的三維人體模板；

2.2)建立衣服、頭發(fā)及鞋襪附屬物組件模型，通過人工建模的方法，基于三維人體模板，預(yù)先建立匹配的附屬物組件模型，即衣服、頭發(fā)及鞋襪附屬物組件的三維模型；

2.3)構(gòu)建三維人體模板與附屬物組件模型之間的對應(yīng)關(guān)系，在三維人體模板與附屬物組件模型上均勻稀疏采樣，建立表示兩者之間對應(yīng)關(guān)系的連通圖，該連通圖以采樣點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)，相鄰的節(jié)點(diǎn)通過無向邊相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組件式的三維人像建模方法，其特征在于，所述變形三維人體模板具體過程為：處于核心地位的三維人體模板，通過編輯操作來實(shí)現(xiàn)其變形，人體的編輯變形進(jìn)一步分為動(dòng)作姿態(tài)和幾何外形兩個(gè)方面：

3.1)動(dòng)作姿態(tài)變形表示為線性混合蒙皮公式，線性蒙皮是人體各個(gè)剛性塊的剛性變換T和權(quán)重乘積的求和，由于人體各個(gè)剛性塊的權(quán)重是不變的，所以人體各個(gè)剛性塊的剛性變換T就是編輯動(dòng)作姿態(tài)時(shí)的變形參數(shù)，對于人體各個(gè)剛性塊的剛性變換T，在三維人體模板變形的界面上，通過鼠標(biāo)直接拖拽相應(yīng)的剛性塊即可得到；

3.2)幾何外形變形，基于主元素分析，幾何外形被線性化地表示為Θ＝Uθ+μ，其中，U為三維人體幾何外形子空間的基礎(chǔ)特征向量，μ則為三維人體的平均值外形(即前文所述的三維人體模板信息)，注意，U和μ均可預(yù)先求取，為不變量；θ為編輯三維人體幾何外形的變形參數(shù)，在具體實(shí)現(xiàn)過程中，通過子空間的線性等價(jià)變換，θ表示為有意義的人體參數(shù)集合，如身高、體重、胸圍、腰圍和臀圍，方便三維人體模板變形的實(shí)現(xiàn)；

通過編輯三維人體的動(dòng)作姿勢參數(shù)T和幾何外形參數(shù)θ，將三維人體模板進(jìn)行變形，達(dá)到預(yù)期的三維人體建模結(jié)果。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組件式的三維人像建模方法，其特征在于，所述衣服、頭發(fā)和鞋襪附屬物的變形，形式化描述為：三維人體模板B的變形，通過三維人體模板與附屬物組件模型之間的連通圖G，傳遞到附屬物組件A上，驅(qū)動(dòng)它們發(fā)生相應(yīng)的變形，

假定，G的節(jié)點(diǎn)由三維人體模板B和附屬物組件模型A上的總計(jì)m個(gè)采樣點(diǎn)組成，建立圖G的節(jié)點(diǎn)后，將一個(gè)節(jié)點(diǎn)和其最近的6個(gè)節(jié)點(diǎn)連接在一起形成圖G的邊，

通過連通圖G，驅(qū)動(dòng)附屬物組件發(fā)生變形的過程，該變形過程公式化表示為如下的最優(yōu)化方程：

$\underset{R_1,t_1,...,R_m,t_m}{\arg \min }{E}_c+w_p{E}_p$

該式含有兩項(xiàng)：E_c項(xiàng)用來保證G中相鄰節(jié)點(diǎn)之間變形的一致性，E_p用來約束在B上節(jié)點(diǎn)的位置，w_p為兩項(xiàng)之間的權(quán)重，設(shè)為0.1，矩陣R_j和平移向量t_j表示了變形圖G中節(jié)點(diǎn)j的仿射變換，

E_c表示相鄰節(jié)點(diǎn)之間變形的一致性，假定：g_j，j＝1,...,m，為第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置，N(j)表示和第j個(gè)節(jié)點(diǎn)具有一條連接邊的相鄰節(jié)點(diǎn)集合，也就是說，如果節(jié)點(diǎn)j和k相鄰，則他們共同影響B(tài)和A的一部分區(qū)域，根據(jù)相鄰節(jié)點(diǎn)的仿射變換相似這一事實(shí)：如果節(jié)點(diǎn)j的仿射變換作用到節(jié)點(diǎn)k的位置后，它應(yīng)該接近節(jié)點(diǎn)k的仿射變換作用到其自身的位置，E_c的公式化表示為：

$E_c=\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}\underset{k\∈N\left(j\right)}{\Σ}\left|\right|R_j(g_k-g_j)+g_j+t_j-(g_k+t_k)|{|}^2$

其中，節(jié)點(diǎn)j的位置為g_j，變換矩陣為R_j，平移向量為t_j；相鄰節(jié)點(diǎn)k的位置為g_k，平移向量為t_k，

位置約束項(xiàng)E_p約束了B上節(jié)點(diǎn)的位置，表示為如下的函數(shù)：

$E_p=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\left|\right|v_i-v_i^{\′}|{|}^2$

其中，n為連通圖在B上節(jié)點(diǎn)的總數(shù)目，B中的第i個(gè)節(jié)點(diǎn)位置v_i變形后的新位置為v′_i，

通過求解變形過程的最優(yōu)化方程，即可獲得連通圖G每個(gè)節(jié)點(diǎn)的仿射變換，在計(jì)算出連通圖G每個(gè)節(jié)點(diǎn)的仿射變換后，G的節(jié)點(diǎn)位置也隨之發(fā)生改變，從而，在附屬物組件A上的節(jié)點(diǎn)，將改變后的位置信息作用到附屬物組件A的相鄰頂點(diǎn)上，改變附屬物組件三維模型中各個(gè)頂點(diǎn)的位置，最終實(shí)現(xiàn)附屬物組件A的變形。