一种虚拟人动作及面部表情的驱动机制

宋晓,付林,龚光红,陈东明,李佳佳

(北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院,北京 100191)

一种虚拟人动作及面部表情的驱动机制

宋晓,付林,龚光红,陈东明,李佳佳

(北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院,北京 100191)

骨骼驱动变形是一种保持皮肤和骨骼无缝连接的仿真方法,本文基于人体几何模型和动作数据,采用骨骼变形技术和姿态变形方法,研究建立了一种实时驱动虚拟人运动以及生成面部表情的方法。以开源三维渲染引擎OGRE为平台,开发了基于参数控制的人体运动仿真平台,实现了人体运动的建模和实时可视化仿真。

虚拟人;骨骼驱动;表情建模

1 引言

面向对象的图形渲染引擎OGRE(Open Graphics Rendering Engine)是用C++开发的面向对象且使用灵活的3D引擎。它的目的是让开发者能更方便和直接地开发基于3D硬件设备的应用程序。引擎中的类库对更底层的系统库(如:Direct3D和OpenGL)的全部使用细节进行了抽象,并提供了基于现实世界对象的接口和其它类。

OGRE不仅支持骨骼驱动变形技术驱动人体运动的方法,而且支持顶点驱动运动控制方法。顶点驱动采用直接对顶点位置进行计算的方法来实现。顶点驱动分为顶点变形和姿态变形,应用姿态变形技术可以实时驱动人脸面部表情。

2 骨骼驱动变形

2.1 骨骼驱动变形算法

根据运动学的方法可以模拟人体的动作姿态,但是不能体现出皮肤的变形,骨骼驱动变形(Skeleton-Driven Deformation)是一种保持皮肤连续性并实现柔性变形的方法,可生动逼真的仿真人体的运动;而且比单一的网格模型更加灵活。……