一種人群路徑編輯方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種人群路徑編輯方法，其有效地降低了制作人群動(dòng)畫的復(fù)雜性，提高了人群的可控性，既可以在空間上對(duì)人群進(jìn)行編輯，又可以在時(shí)間上對(duì)人群進(jìn)行編輯，并且操作簡便，大大提高了編輯人群動(dòng)畫的效率。該方法包括步驟：(1)根據(jù)用戶指定的起點(diǎn)和終點(diǎn)，采用A*算法生成人群路徑；(2)根據(jù)被選中的人群生成包圍被選中人群的包圍殼；(3)對(duì)人群進(jìn)行空間形變；(4)對(duì)人群進(jìn)行時(shí)間形變；(5)生成人群動(dòng)畫。
【專利說明】
-種人群路徑編輯方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于動(dòng)畫仿真的技術(shù)領(lǐng)域，具體地設(shè)及一種人群路徑編輯方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長，國家加大了對(duì)于文化產(chǎn)業(yè)的支持，整個(gè)文 化產(chǎn)業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展。作為文化娛樂市場重要組成部分的中國電影業(yè)也取得了長足的 進(jìn)步。我國已經(jīng)成為全球第二大電影市場，電影已經(jīng)成為拉動(dòng)行業(yè)增長的重要力量。
[0003] 然而在影視娛樂中，制作影視特效的目的就是把電影中難W表達(dá)的場景，呈現(xiàn)給 觀眾?；驈慕档统杀镜慕嵌瓤紤]，既降低了成本又能給觀眾帶來較好的觀影感受。對(duì)于包含 大量人群聚集的場面，特別是戰(zhàn)爭場面，如果采用真實(shí)的演員來拍攝，那將給影視制作帶來 巨大的成本，而且人員很多不好調(diào)度，給影視制作帶來了很大的困難。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā) 展特別是計(jì)算機(jī)硬件的計(jì)算性能大幅度提升，使得虛擬現(xiàn)實(shí)成為可能，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來 越廣泛。目前應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來制作電影中宏大的人群場面已經(jīng)成為較為主流的方法 之一。因此，對(duì)如何更真實(shí)的生成人群仿真動(dòng)畫，W及如何方便快捷的制作人群動(dòng)畫進(jìn)行深 入的研究，具有極大的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。
[0004] 然而在現(xiàn)有的人群動(dòng)畫的研究中，其主要的研究重點(diǎn)往往放在如何真實(shí)地仿真人 群的行為和如何提高計(jì)算效率上，例如:基于流體的行人模型，基于元胞自動(dòng)機(jī)的行人仿真 模型，基于粒子系統(tǒng)的行人仿真模型等，卻極少把關(guān)注點(diǎn)放在群體動(dòng)畫的創(chuàng)建和編輯上，致 使在群體動(dòng)畫的生成和編輯上存在大量手工操作，嚴(yán)重影響了群體動(dòng)畫的制作效率與質(zhì) 量，例如無法精確控制人群的活動(dòng)范圍，W及特定的人出現(xiàn)在特定地點(diǎn)的具體時(shí)間。運(yùn)無疑 給人群動(dòng)畫的進(jìn)一步應(yīng)用和推廣上帶來巨大的阻礙，一種好的人群動(dòng)畫(人群路徑)編輯方 法將會(huì)給人群的應(yīng)用帶來巨大的優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種人群路徑編輯方法，其 有效地降低了制作人群動(dòng)畫的復(fù)雜性，提高了人群的可控性，既可W在空間上對(duì)人群進(jìn)行 編輯，又可W在時(shí)間上對(duì)人群進(jìn)行編輯，并且操作簡便，大大提高了編輯人群動(dòng)畫的效率。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:運(yùn)種人群路徑編輯方法，該方法包括W下步驟：
[0007] (1)根據(jù)用戶指定的起點(diǎn)和終點(diǎn)，采用A*算法生成人群路徑；
[000引（2)根據(jù)被選中的人群生成包圍被選中人群的包圍殼；
[0009] (3)對(duì)人群進(jìn)行空間形變；
[0010] (4)對(duì)人群進(jìn)行時(shí)間形變；
[0011] (5)生成人群動(dòng)畫。
[0012] 本發(fā)明基于盡可能剛性的網(wǎng)格形變，把人的空間位置與人的時(shí)間位置分離出來， 用戶可W通過操縱人的空間位置和時(shí)間位置來精確控制人群，從而有效降低了制作人群動(dòng) 畫的復(fù)雜性，提高了人群的可控性，運(yùn)種方法既可W在空間上對(duì)人群進(jìn)行編輯，又可W在時(shí) 間上對(duì)人群進(jìn)行編輯，且操作簡便，大大提高了編輯人群動(dòng)畫的效率。
【附圖說明】
[0013] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的人群路徑編輯方法的流程圖。
[0014] 圖2是空間編輯(無固定點(diǎn))效果圖。
[0015] 圖3是空間編輯(有固定點(diǎn))效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 如圖1所示，運(yùn)種人群路徑編輯方法，該方法包括W下步驟：
[0017] (1)根據(jù)用戶指定的起點(diǎn)和終點(diǎn)，采用A*算法生成人群路徑；
[0018] (2)根據(jù)被選中的人群生成包圍被選中人群的包圍殼；
[0019] (3)對(duì)人群進(jìn)行空間形變；
[0020] (4)對(duì)人群進(jìn)行時(shí)間形變；
[0021] (5)生成人群動(dòng)畫。
[0022] 本發(fā)明基于盡可能剛性的網(wǎng)格形變，把人的空間位置與人的時(shí)間位置分離出來， 用戶可W通過操縱人的空間位置和時(shí)間位置來精確控制人群，從而有效降低了制作人群動(dòng) 畫的復(fù)雜性，提高了人群的可控性，運(yùn)種方法既可W在空間上對(duì)人群進(jìn)行編輯，又可W在時(shí) 間上對(duì)人群進(jìn)行編輯，且操作簡便，大大提高了編輯人群動(dòng)畫的效率。
[0023] 優(yōu)先地，所述步驟(1)包括W下分步驟：
[0024] (1.1)地形組織:每個(gè)地形網(wǎng)格中記錄組成自己的四個(gè)頂點(diǎn)的ID、網(wǎng)格中人的ID、 障礙物ID,通過網(wǎng)格的ID找到對(duì)應(yīng)表示運(yùn)個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)數(shù)據(jù)和表格中人的數(shù)據(jù)，從而 建立起Ξ維地形；
[0025] (1.2)路徑生成:在運(yùn)個(gè)用網(wǎng)格表示的Ξ維地形中，根據(jù)用戶指定生成人群的人數(shù) 和人群路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)，采用A*算法生成一條從起點(diǎn)到終點(diǎn)的人群路徑，再根據(jù)人群中 的人數(shù)平行地生成指定人數(shù)的多條路徑。
[0026] 優(yōu)先地，所述步驟(2)中：
[0027] 被選中的人群的路徑用一系列離散的點(diǎn)表示，設(shè)Pk為人群路徑上的點(diǎn)，v={vi，V2， V3, . . .，Vm}為包圍殼上的頂點(diǎn)，則存在對(duì)應(yīng)化的Μν(：{λι，λ2，λ3, . . .，λ。}使點(diǎn)化表示為：
[002引
（巧
[0029] 當(dāng)包圍殼的頂點(diǎn)發(fā)生變化新的化表示為：
[0030]
口'）
[0031] 其中馬為更新后包圍殼的頂點(diǎn)，Pk為計(jì)算后新的化點(diǎn)。
[0032] λι的計(jì)算公式為：
[0036] 其中邸為 Zvi+i，]3k，vi。
[0037] 優(yōu)先地，所述步驟(3)包括W下分步驟：
[0038] (3.1)初始化:計(jì)算公式(7)中的cf為第t個(gè)Ξ角形的周長與運(yùn)個(gè)Ξ角形的第 i條邊之比;E1=0，E2 = 0,迭代次數(shù)iteration = 0;計(jì)算后的包圍殼的頂點(diǎn)等于計(jì)算前的圍 殼的頂點(diǎn)：巧二扔對(duì)Ξ角網(wǎng)格中的每個(gè)Ξ角形計(jì)莫
[0039] (3.2)根據(jù)技計(jì)算
[0040] ( 3.3 )對(duì)Ξ角網(wǎng)格中的每個(gè)Ξ角形，計(jì)算公式（7 )中的旋轉(zhuǎn)估計(jì)矩陣Rt，令
[0046] (3.5)保存上一次目標(biāo)方程的值E1 =E2，把本次計(jì)算的結(jié)果賦值給E2;
[0047] (3.6)Iteration = iteration+l ；
[004引（3.7)判斷abs化l-E2)< = threshold && iteration〉= 2是否成立，是則執(zhí)行步驟 (3.8)，否則跳轉(zhuǎn)步驟(3.2);
[0049] (3.8)結(jié)束。
[0050] 優(yōu)先地，所述步驟(3)中還包括后續(xù)處理：
[0051]空間形變后的人群可能有一些人的速度變得忽快忽慢，，根據(jù)公式(12)進(jìn)行調(diào)整
[0化2]
[0053] 其中是形變前人群路徑上的點(diǎn)，表示形變后人群路徑上的點(diǎn)，At是形變 前人群路徑上兩點(diǎn)之間的間隔時(shí)間。
[0054] 優(yōu)選地，所述步驟(4)中，當(dāng)用戶拖動(dòng)時(shí)間上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)用公式(9) -(11)對(duì)時(shí) 間上的點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整：
[0化7]其中Ed'表示時(shí)間形變的程度類似Ed, Ef'控制空間形變的局部化特性，貧為形變后 的包圍殼頂點(diǎn)，M6二皮確保用戶固定的點(diǎn)或用戶拖動(dòng)的點(diǎn)的值不變；
[0060]其中矩昨Du的結(jié)果為時(shí)間相鄰兩節(jié)點(diǎn)的差值向量，d是系統(tǒng)默認(rèn)的差值向量，F(xiàn)巧 的結(jié)果表示形變后的時(shí)間節(jié)點(diǎn)向量，P為形變前的時(shí)間節(jié)點(diǎn)向量。
[0061 ] W下更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
[0062] 在制作人群動(dòng)畫的過程中如何有效地控制人群的行進(jìn)路徑，和行進(jìn)速度顯得至關(guān) 重要，如果控制不好就不會(huì)制作出高質(zhì)量的人群動(dòng)畫。但要想精確的控制人群在行進(jìn)過程 中的運(yùn)些細(xì)節(jié)卻不是容易的事，它需要花費(fèi)大量精力進(jìn)行手工編輯。針對(duì)生成人群動(dòng)畫所 帶來的大量繁瑣的編輯工作，W及無法精確控制人群等問題，我提出了一種新的人群動(dòng)畫 編輯方法，運(yùn)個(gè)方法基于盡可能剛性的網(wǎng)格形變，把人的空間位置與人的時(shí)間位置分離出 來，用戶可W通過操縱人的空間位置和時(shí)間位置來精確控制人群，從而有效降低了制作人 群動(dòng)畫的復(fù)雜性，提高了人群的可控性。運(yùn)種方法既可W在空間上對(duì)人群進(jìn)行編輯，又可W 在時(shí)間上對(duì)人群進(jìn)行編輯，且操作簡便大大提高了編輯人群動(dòng)畫的效率。
[0063] 1.路徑的生成
[0064] 用戶可W指定Ξ維場景中任意兩點(diǎn)作為起點(diǎn)和終點(diǎn)，并用鼠標(biāo)點(diǎn)擊，系統(tǒng)會(huì)根據(jù) 用戶指定的起點(diǎn)和終點(diǎn)W及用戶指定的人群數(shù)量生成人群路徑。
[00化]1.1地形組織
[0066] 在本專利中Ξ維地形將被離散成一系列的矩形網(wǎng)格，運(yùn)些網(wǎng)格包含地理信息W及 障礙物信息等。
[0067] 每個(gè)地形中格中記錄組成自己的四個(gè)頂點(diǎn)的ID，，網(wǎng)格中人的ID，障礙物ID等。運(yùn) 樣就可W通過網(wǎng)格ID找到對(duì)應(yīng)表示運(yùn)個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)數(shù)據(jù)，和表格中人的數(shù)據(jù)，從而建 立起Ξ維地形。
[006引1.2路徑生成
[0069]在運(yùn)個(gè)用網(wǎng)格表示的Ξ維地形中，用戶可W指定生成人群的人數(shù)并用鼠標(biāo)點(diǎn)擊人 群路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)，然后系統(tǒng)會(huì)采用A*算法生成一條從起點(diǎn)到終點(diǎn)的人群路徑，最后系 統(tǒng)再根據(jù)人群中的人數(shù)平行的生成指定人數(shù)的多條路徑。
[0070] 2.基于網(wǎng)格形變的空間人群路徑編輯
[0071] 在基于空間人群路徑編輯中，用戶可W根據(jù)自己的需要用鼠標(biāo)圈出要編輯的人 群，然后系統(tǒng)根據(jù)被選中的人群生成包圍被選中人群的包圍殼。用戶可W拖動(dòng)任何包圍殼 上的頂點(diǎn)W及人群路徑上的點(diǎn)對(duì)人群進(jìn)行編輯。
[0072] 2.1基于MVC的人群的路徑表示
[0073] 被選中的人群的路徑用一系列離散的點(diǎn)表示，設(shè)Pk為人群路徑上的點(diǎn)，v={vi，V2， V3, . . .，Vm}為包圍殼上的頂點(diǎn)，則存在對(duì)應(yīng)化的Μν(：{λι，λ2，λ3, . . .，λ。}使點(diǎn)化可W被表示為：
[0074]
(1)
[0075] 當(dāng)包圍殼的頂點(diǎn)發(fā)生變化時(shí)新的化可W表示為：
[0076]
(2)
[0077] 其中兩為更新后包圍殼的頂點(diǎn)，疚^為計(jì)算后新的化點(diǎn)。
[007引 λι的計(jì)算公式為：
[00 劇其中旬 ?.為 Zvi+i，pik，Vi。
[0083] 2.2網(wǎng)格形變模型
[0084]當(dāng)系統(tǒng)生成包圍殼后，系統(tǒng)會(huì)對(duì)其內(nèi)部區(qū)域進(jìn)行De launayS角剖分，把包圍殼所 包圍的區(qū)域剖分成若干個(gè)Ξ角形，從而生成Ξ角網(wǎng)格。當(dāng)用戶拖拽包圍殼上的某個(gè)頂點(diǎn)時(shí)， 可W借助網(wǎng)格形變來調(diào)整被選中區(qū)域的形狀，從而改變?nèi)巳旱囊苿?dòng)路徑。形變是通過對(duì)目 標(biāo)方程求解得到的。
[0085] 當(dāng)用戶沒有固定其他的點(diǎn)僅僅是拖動(dòng)了包圍殼上的點(diǎn)，如圖2所示，可W應(yīng)用W下 方程：
閩
[0086]
[0087] 其中Ed用來衡量網(wǎng)格變形的程度代表變形的能量，引入盡可能剛性的變形能量 (過s-rigid-過s-possible deformation energy):
[008引
[0089] 其中?3?表示Ξ角網(wǎng)格中形變后第t個(gè)Ξ角形的第i個(gè)頂點(diǎn)，pf對(duì)應(yīng)運(yùn)個(gè)Ξ角形形 變之前的頂點(diǎn)。Rt表示從形變后的Ξ角形到形變前的Ξ角形的旋轉(zhuǎn)估計(jì)矩陣。為了增加形 變的局部性效果，我們引入Ef:
[0090]
(7)
[0091] 其中巧是形變后的包圍殼的頂點(diǎn)，T為m*n矩陣，m為被選中的人群中路徑上的點(diǎn)的 數(shù)量與包圍殼頂點(diǎn)數(shù)量之和，η為包圍殼頂點(diǎn)的數(shù)量。T的前m-n行為每個(gè)人群路徑上的點(diǎn)的 MVC系數(shù)，后η行與矩陣的η列組成n*n的單位矩陣：
[OOW]
貨）
[0093] k為人群路徑上的點(diǎn)的數(shù)量。C為系數(shù)矩陣，距離被拖動(dòng)的點(diǎn)越近的點(diǎn)其系數(shù)越小， 反之越大。Μ為約束矩陣，約束被拖動(dòng)的點(diǎn)在形變過程中保持不變。
[0094] 當(dāng)用戶固定了其他的點(diǎn)且拖動(dòng)了包圍殼上的點(diǎn)，如圖3所示，可W應(yīng)用W下方程：
巧）
[0095]
[0096] 為使包圍殼的邊界在形變后保持平滑，引入Es:
[0097] 每=||Ol)-刮I2 (10)
[009引其中D為n*n矩陣：
[0099]
(11)
[0100] 2.3目標(biāo)方程求解
[0103] 表1
[0104] 2.4后續(xù)處理
[0105] 當(dāng)用戶通過網(wǎng)格形變的手段使人群的路徑發(fā)生改變后，人群中一些人的速度可能 會(huì)變得忽快忽慢看上去很不自然。運(yùn)是由于運(yùn)些人的路徑上的采樣點(diǎn)之間的距離變化很劇 烈，然而采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔卻沒有變化造成的。為解決運(yùn)個(gè)問題，引入如下方程：
[0106]
(1茍
[0107] 其中Pi,J是形變前人群路徑上的點(diǎn)，表示形變后人群路徑上的點(diǎn)，At是形變 前人群路徑上兩點(diǎn)之間的間隔時(shí)間。
[010引 3.時(shí)間形變
[0109]用戶不但可W拖動(dòng)空間上的點(diǎn)對(duì)人群路徑進(jìn)行操作，也可W對(duì)時(shí)間進(jìn)行操作。當(dāng) 系統(tǒng)對(duì)人群路徑進(jìn)行離散采樣時(shí)，每個(gè)路徑上的采樣點(diǎn)都對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，運(yùn)個(gè)節(jié)點(diǎn)表 示人出現(xiàn)在人出現(xiàn)在運(yùn)個(gè)路徑上的采樣點(diǎn)的具體時(shí)刻，所W調(diào)整時(shí)間節(jié)點(diǎn)不但可W調(diào)節(jié)人 群在某段路徑上的速度，也可W控制人出現(xiàn)在空間某點(diǎn)的具體時(shí)刻。當(dāng)用戶拖動(dòng)時(shí)間上的 對(duì)應(yīng)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)用如下方程對(duì)時(shí)間上的點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整： (13)
[0110]
[0111]其中Ed'表示時(shí)間形變的程度類似Ed,Ef'控制空間形變的局部化特性。技為形變后 的包圍殼頂點(diǎn)，Μβ二/1確保用戶固定的點(diǎn)或用戶拖動(dòng)的點(diǎn)的值不變。
[0114] 其中矩陣0巧的結(jié)果為時(shí)間相鄰兩節(jié)點(diǎn)的差值向量，d是系統(tǒng)默認(rèn)的差值向量。 的結(jié)果表示形變后的時(shí)間節(jié)點(diǎn)向量，P為形變前的時(shí)間節(jié)點(diǎn)向量。
[0115] 本發(fā)明提出了把對(duì)人群動(dòng)畫的編輯分成在空間上的編輯和在時(shí)間上的編輯兩部 分，在空間上用戶可W對(duì)一定范圍內(nèi)的人群路徑進(jìn)行控制，可W隨意改變?nèi)巳郝窂降淖呦?從而達(dá)到了在空間上靈活控制人群的效果，在時(shí)間上用戶也可相當(dāng)靈活的方式編輯人 群，如可W把調(diào)整某個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，使某兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的間隔時(shí)間變小，從而使人 群在運(yùn)段時(shí)間內(nèi)速度變大，也可W使運(yùn)兩個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的距離變大從而使運(yùn)段時(shí)間內(nèi)的速度 變小。對(duì)于某些特定的關(guān)鍵時(shí)刻，例如:設(shè)定人群中的某人在某個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻必須出現(xiàn)在Ξ維 場景中的某個(gè)特定的位置，就可W把空間編輯和時(shí)間編輯結(jié)合起來，先通過空間編輯把運(yùn) 個(gè)人群路徑上的點(diǎn)固定到運(yùn)個(gè)特殊位置，再找到其對(duì)應(yīng)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，把運(yùn)個(gè)節(jié)點(diǎn)拖動(dòng)到運(yùn) 個(gè)特定的時(shí)刻，從而達(dá)到了運(yùn)個(gè)復(fù)雜的編輯目的。
[0116] 通過W上描述可W看出提出的編輯方法提升路在制作人群動(dòng)畫中對(duì)人群的可控 性，并大大簡化了人群的編輯操作，使制作人群動(dòng)畫的效率得W提升。
[0117] W上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依 據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)W上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明 技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種人群路徑編輯方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 根據(jù)用戶指定的起點(diǎn)和終點(diǎn)，采用A*算法生成人群路徑； (2) 根據(jù)被選中的人群生成包圍被選中人群的包圍殼； (3) 對(duì)人群進(jìn)行空間形變； (4) 對(duì)人群進(jìn)行時(shí)間形變； (5) 生成人群動(dòng)畫。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人群路徑編輯方法，其特征在于，所述步驟（1)包括以下分步 驟： (1.1) 地形組織:每個(gè)地形網(wǎng)格中記錄組成自己的四個(gè)頂點(diǎn)的ID、網(wǎng)格中人的ID、障礙 物ID，通過網(wǎng)格的ID可以找到對(duì)應(yīng)表示這個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)數(shù)據(jù)和表格中人的數(shù)據(jù)，從而 建立起三維地形； (1.2) 路徑生成:在這個(gè)用網(wǎng)格表示的三維地形中，根據(jù)用戶指定生成人群的人數(shù)和人 群路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)，采用A*算法生成一條從起點(diǎn)到終點(diǎn)的人群路徑，再根據(jù)人群中的人 數(shù)平行地生成指定人數(shù)的多條路徑。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的人群路徑編輯方法，其特征在于，所述步驟(2)中： 被選中的人群的路徑用一系列離散的點(diǎn)表示，設(shè)Pk為人群路徑上的點(diǎn)，v={V1，V2， v3，…，vm}為包圍殼上的頂點(diǎn)，則存在對(duì)應(yīng)pk的MVCUi，λ 2，λ3，…，λη}使點(diǎn)Pk表示為：當(dāng)包圍殼的頂點(diǎn)發(fā)生變化新的Pk表示為：其中％為更新后包圍殼的頂點(diǎn)，盧fc為計(jì)算后新的Pk點(diǎn)。 Μ的計(jì)算公式為：其中的計(jì)算公式為：其中 0/ 為 Z vi+i，pk，Vi。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的人群路徑編輯方法，其特征在于，所述步驟(3)包括以下分步 驟： (3.1)初始化:計(jì)算公式(7)中的4, 4為第t個(gè)三角形的周長與這個(gè)三角形的第i條邊 之比；E1=0，E2 = 0,迭代次數(shù)iteration = 0;計(jì)算后的包圍殼的頂點(diǎn)等于計(jì)算前的圍殼的 頂點(diǎn)：.奪=妙;對(duì)三角網(wǎng)格中的每個(gè)三角形計(jì)算.(3.2)根據(jù)m十算 (3 . 3)對(duì)三角網(wǎng)格中的每個(gè)三角形，計(jì)算公式（7)中的旋轉(zhuǎn)估計(jì)矩陣Rt，令(3.4) 根據(jù)用戶的選擇求解并計(jì)算公式(5)或(6)其中Ed用來衡量網(wǎng)格變形的程度代表變形的能量：(3.5) 保存上一次目標(biāo)方程的值El =E2，把本次計(jì)算的結(jié)果賦值給E2; (3.6) Iteration = iteration+1 ； (3.7) 判斷&&8化112)〈 = 1:1^6 811〇1(1&&;^6抑1:;[〇11> = 2是否成立，是則執(zhí)行步驟(3.8)， 否則跳轉(zhuǎn)步驟(3.2); (3.8) 結(jié)束。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的人群路徑編輯方法，其特征在于，所述步驟(3)中還包括后續(xù) 處理： 空間形變后的人群可能有一些人的速度變得忽快忽慢，根據(jù)公式(8)進(jìn)行調(diào)整其中PU是形變前人群路徑上的點(diǎn)，P'^表示形變后人群路徑上的點(diǎn)，A t是形變前人 群路徑上兩點(diǎn)之間的間隔時(shí)間。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的人群路徑編輯方法，其特征在于，所述步驟(4)中，當(dāng)用戶拖動(dòng) 時(shí)間上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)用公式(9)-(11)對(duì)時(shí)間上的點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整：其中Ed'表示時(shí)間形變的程度類似ED，EF'控制空間形變的局部化特性，β為形變后的包 圍殼頂點(diǎn)，MS = ft確保用戶固定的點(diǎn)或用戶拖動(dòng)的點(diǎn)的值不變；其中矩陣iHi的結(jié)果為時(shí)間相鄰兩節(jié)點(diǎn)的距離向量，d是系統(tǒng)默認(rèn)的距離向量，/5?的 結(jié)果表示形變后的時(shí)間節(jié)點(diǎn)向量，P為形變前的時(shí)間節(jié)點(diǎn)向量。
【文檔編號(hào)】G06T13/40GK105825540SQ201610070671
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年2月1日
【發(fā)明人】孔德慧, 張濤, 張勇, 劉浩
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)