基于机器学习合成高分辨率布料褶皱

贾 瑶，靳雁霞，马 博，陈治旭，芦 烨

(中北大学 大数据学院，山西 太原 030051)

0 引 言

近年来布料动画在很多领域有着重要的应用[1]，尤其是在游戏、电影和虚拟试衣领域，服装的逼真度严重地影响着用户的体验感。布料在动画模拟中有着重要的作用，因为布料是一种柔性材料，很容易发生弯曲形变，产生不同程度的褶皱。这些褶皱可以显示出不同程度的细节特征，准确而逼真地模拟布料的褶皱，是布料动画的关键。近年来有许多布料模拟方法[2-7]，都可以准确而逼真地模拟布料动画。已有的许多工作中主要针对布料多精度建模[8-10]，石敏等人[8]提出一种基于实例的多精度网格精化，在动画中获取布料弯曲模式，通过计算曲率得到变形模式，然后对精度不足的布料网格区域进行加精，从而形成高精度网格使模拟效果逼真，但是计算曲率的方法使得计算量大成本高。Narain R等人[3]提出了一种基于物理的动力学方法，合成高分辨率布料褶皱，通过使用隐式积分法，计算下一阶段布料质点的运动状态，最终得到逼真的布料效果。基于物理的方法虽然能生成逼真的动画效果，但是计算复杂耗时长。针对上述计算复杂耗时长的问题，该文提出了一种基于机器学习的方法合成高分辨率布料褶皱，通过输入低分辨率布料网格特征，最终得到高分辨率布料网格，以实现逼真的动画模拟。

1 相关工作

布料精化的演化过程有以下几个阶段：

(1)最初刘浩[10]通过建立弹簧质点模型，通过计算虚拟弹簧所连质点的外力以及它们间的相互作用力，去模拟布料的受力变现，实验表明可以模拟出逼真的布料动画效果，但是由于弹簧质点所产生的拉伸问题使得实验结果没有预期效果好。……