CN108898653A - 一种基于图片的三维动漫玩具设计方法 - Google Patents
一种基于图片的三维动漫玩具设计方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108898653A CN108898653A CN201810637762.0A CN201810637762A CN108898653A CN 108898653 A CN108898653 A CN 108898653A CN 201810637762 A CN201810637762 A CN 201810637762A CN 108898653 A CN108898653 A CN 108898653A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dimensional
- point
- picture
- modeling
- curved surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 9
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 claims description 4
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 4
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000004441 surface measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000012952 Resampling Methods 0.000 claims description 3
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 3
- 238000004040 coloring Methods 0.000 claims description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T13/00—Animation
- G06T13/20—3D [Three Dimensional] animation
- G06T13/40—3D [Three Dimensional] animation of characters, e.g. humans, animals or virtual beings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于图片的三维动漫玩具设计方法其利用玩具图片进行三维模型建模，直观、快速，便于各种类型设计人员学习和设计，同时，可以极大地降低个性化三维动漫的制作成本和制作时间，且制作出来的三维动漫人物真实感强，以较低的成本实现个性化三维动漫制作的简单化，批量化，快速化和自动化，通过运用图像轮廓提取与矢量化技术，快速得到动漫玩具外围轮廓线，免去了原本手动绘制不精确，需要反复修改等问题，降低了工作量，提高了设计效率，在三维模型生成的过程中，采用了根据特征区域进行建模的方法，并提供了快速有效的三维建模方法和三维曲面便捷造型方法，为建立模型提供了便利，便于设计人员对模型进行美化，快速的完成设计目标。
Description
技术领域
本发明涉及一种个性化三维动漫的制作方法，属于计算机动漫技术领域。
背景技术
随着3D电影《阿凡达》在全球的热播和票房的火爆，三维动漫在国内外也得到越来越多的重视。皮克斯的最新3D力作《飞屋环游记》、《鬼妈妈》、《了不起的狐狸爸爸》，不论从动漫内容上还是技术上，都呈现出比2D动漫或剧情片更具吸引力的赶超趋势。
以个人用户为动漫主角的个性化三维动漫，可广泛应用于儿童MV，艺术相册，艺术动画，情侣婚庆等市场，满足人们对于个性化和差异化的追求，市场前景不可估量。
然而，由于个性化三维动漫面向的是个人用户，因此需要针对每个用户，建立该用户的人物模型，再将此人物模型融入到三维动漫场景模型中进行渲染，得到三维动漫视频。这样制作出来的个性化三维动漫成本极高，动辄数千元/秒的制作成本使得它难以成为个人用户的消费选择，目前尚无较好的替代方案或解决办法。对大部分人来说，拥有一部“自己主演的动画片”对于普通人来说依然是一个遥不可及的梦想。
另一方面，现有的三维动漫制作主要通过造型技术来建立人物角色的模型，就是以曲线、曲面等模型为基元，通过人工操作和组合，绘制出人物的模型。它涉及到大量枯燥复杂的人工操作，成本高，制作时间长，难以模拟人物的细节以及一些复杂的光照效果，并且模型的真实感较差，与真实人物相去甚远，普通人一眼就能分辨出二者的差异。
但对于动漫、玩具等产品的设计来说是属于自由形态建模领域，使用者广泛。传统CAD系统多采用基于WIMP风格的用户界面，输入要求过于精确，设计工具过于复杂，无法表达自由手绘风格，不适合动漫、玩具等产品的快速设计。而近来出现的一些对草图交互界面的研究，主要集中在曲面如何构建、造型，对于大部分使用者来数，由于缺乏专业训练，在设计动漫玩具时，通常难以获得满意的效果。另外，现有动漫玩具设计多采用创意设计或模仿设计，运用手动绘制方式，不能充分发挥现有动漫玩具图片的作用，设计效率偏低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种更好的系统，方便根据需要使用，提高使用效率，改善使用效果的一种基于图片的三维动漫玩具设计方法。
为实现上述目的，本发明提供根据下技术方案，一种基于图片的三维动漫玩具设计方法，包括如下步骤：
步骤一：先利用相机对玩具从多个不同角度的拍摄，获取该玩具的多视点图像；
步骤二：利用基于深度跟踪的轮廓提取与矢量化技术，根据输入玩具图片建立动漫玩具外围轮廓线，并根据特征区域分解轮廓线，建立三维模型的二维线轮廓框架；利用曲面造型技术，根据二维轮廓框架，利用三维建模方法，分别生成三维曲面，并利用三维曲面造型方法对曲面进行修改，得到三维模型原型；利用三维模型表面彩绘与贴图技术，根据用户输入，在三维模型表面进行表面彩绘或贴图，对三维模型原型进行美化，完成三维动漫玩具模型设计；
步骤三：所述基于深度跟踪的图像轮廓提取与矢量化技术，即对输入玩具图片依次采用预处理、轮廓提取、轮廓跟踪、轮廓简化和拟合处理得到矢量化的轮廓曲线；
步骤四：所述特征区域分解，即根据动漫玩具不同身体部分特征进行区域分解；
步骤五：所述三维建模方法，即回转建模、拉伸建模、膨胀蒙皮法建模；
步骤六：所述三维曲面造型方法，即对曲面细节采用局部点集变形、对称变形、平面FFD变形对曲面细节进行调整；
步骤七：采集动漫视频中主角的不同角度进行图像，进行建模，最后两个进行无缝拼接组成一个新的玩具产品。
进一步，在步骤七中还包括以下步骤：基于多视点图像的建模，其采用SIFT(Scale-invariant feature transform)技术来获取多视点图像中的对应特征点，以此特征点作为约束来恢复相机参数，并根据此相机参数进行射影重构来修正特征点中的误匹配对，得到稀疏点云模型；同时，以所述稀疏点云模型作为约束，进行基于立体视觉的三维重建，并经过融合，得到密集的点云模型。
进一步，基于多视点图像的建模的步骤包括
a、基于SIFT技术对多视点图像的特征点抽取和匹配；
b、利用RANSAC算法去除匹配结果中的野点；
c、根据匹配结果进行自标定，获取内参和外参；
d、利用已知的参数，对特征点进行射影重构，来修正特征点中的误匹配对，得到的稀疏点云模型；
e、以所述稀疏点云模型为基础，进行基于立体视觉的三维重建，对重建结果进行融合，得到密集的点云模型；
进一步，还包括以下步骤：在三维建模中对得到的密集点云模型进行特征点的提取和特征点列的重采样，然后进行基于轮廓的空间点三角化，再使用OpenGL技术，实现重建目标的三维显示。
进一步，所述三维模型表面彩绘，即根据鼠标输入的草图轨迹或利用弗格森曲线拟合鼠标输入的草图轨迹，进而通过拖动控制点调整彩绘图纹形状，在三维模型表面进行线条彩绘，以及对勾绘的封闭区域用特定颜色进行填充着色。
进一步，所述三维模型表面贴图，即直接从二维图片选取图像细节，拖拽至模型表面，完成三维模型表面贴图。
与现有技术相比，本发明的有益效果是，
1、本发明所提供的一种基于图片的三维动漫玩具设计方法，其利用玩具图片进行三维模型建模，直观、快速，便于各种类型设计人员学习和设计，同时，可以极大地降低个性化三维动漫的制作成本和制作时间，且制作出来的三维动漫人物真实感强，以较低的成本实现个性化三维动漫制作的简单化，批量化，快速化和自动化。
2、通过运用图像轮廓提取与矢量化技术，快速得到动漫玩具外围轮廓线，免去了原本手动绘制不精确，需要反复修改等问题，降低了工作量，提高了设计效率。
3、在三维模型生成的过程中，采用了根据特征区域进行建模的方法，并提供了快速有效的三维建模方法和三维曲面便捷造型方法，为建立模型提供了便利。
4、实现了对生成的三维模型进行表面彩绘和贴图的方法，便于设计人员对模型进行美化，快速的完成设计目标。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明一种基于图片的三维动漫玩具设计方法的流程示意图。
实施例
如图1所示，本发明实施例所述的为实现上述目的，本发明提供根据下技术方案，一种基于图片的三维动漫玩具设计方法，包括如下步骤：
步骤一：先利用相机对玩具从多个不同角度的拍摄，获取该玩具的多视点图像；
步骤二：利用基于深度跟踪的轮廓提取与矢量化技术，根据输入玩具图片建立动漫玩具外围轮廓线，并根据特征区域分解轮廓线，建立三维模型的二维线轮廓框架；利用曲面造型技术，根据二维轮廓框架，利用三维建模方法，分别生成三维曲面，并利用三维曲面造型方法对曲面进行修改，得到三维模型原型；利用三维模型表面彩绘与贴图技术，根据用户输入，在三维模型表面进行表面彩绘或贴图，对三维模型原型进行美化，完成三维动漫玩具模型设计；
步骤三：所述基于深度跟踪的图像轮廓提取与矢量化技术，即对输入玩具图片依次采用预处理、轮廓提取、轮廓跟踪、轮廓简化和拟合处理得到矢量化的轮廓曲线；
步骤四：所述特征区域分解，即根据动漫玩具不同身体部分特征进行区域分解；
步骤五：所述三维建模方法，即回转建模、拉伸建模、膨胀蒙皮法建模；
步骤六：所述三维曲面造型方法，即对曲面细节采用局部点集变形、对称变形、平面FFD变形对曲面细节进行调整；
步骤七：采集动漫视频中主角的不同角度进行图像，进行建模，最后两个进行无缝拼接组成一个新的玩具产品。
在步骤七中还包括以下步骤：基于多视点图像的建模，其采用SIFT(Scale-invariant feature transform)技术来获取多视点图像中的对应特征点，以此特征点作为约束来恢复相机参数，并根据此相机参数进行射影重构来修正特征点中的误匹配对，得到稀疏点云模型；同时，以所述稀疏点云模型作为约束，进行基于立体视觉的三维重建，并经过融合，得到密集的点云模型，基于多视点图像的建模的步骤包括a、基于SIFT技术对多视点图像的特征点抽取和匹配；b、利用RANSAC算法去除匹配结果中的野点；c、根据匹配结果进行自标定，获取内参和外参；d、利用已知的参数，对特征点进行射影重构，来修正特征点中的误匹配对，得到的稀疏点云模型；e、以所述稀疏点云模型为基础，进行基于立体视觉的三维重建，对重建结果进行融合，得到密集的点云模型；还包括以下步骤：在三维建模中对得到的密集点云模型进行特征点的提取和特征点列的重采样，然后进行基于轮廓的空间点三角化，再使用OpenGL技术，实现重建目标的三维显示，所述三维模型表面彩绘，即根据鼠标输入的草图轨迹或利用弗格森曲线拟合鼠标输入的草图轨迹，进而通过拖动控制点调整彩绘图纹形状，在三维模型表面进行线条彩绘，以及对勾绘的封闭区域用特定颜色进行填充着色。
本实施例所提供的一种基于图片的三维动漫玩具设计方法，其利用玩具图片进行三维模型建模，直观、快速，便于各种类型设计人员学习和设计，同时，可以极大地降低个性化三维动漫的制作成本和制作时间，且制作出来的三维动漫人物真实感强，以较低的成本实现个性化三维动漫制作的简单化，批量化，快速化和自动化，通过运用图像轮廓提取与矢量化技术，快速得到动漫玩具外围轮廓线，免去了原本手动绘制不精确，需要反复修改等问题，降低了工作量，提高了设计效率，在三维模型生成的过程中，采用了根据特征区域进行建模的方法，并提供了快速有效的三维建模方法和三维曲面便捷造型方法，为建立模型提供了便利，实现了对生成的三维模型进行表面彩绘和贴图的方法，便于设计人员对模型进行美化，快速的完成设计目标。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于图片的三维动漫玩具设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：先利用相机对玩具从多个不同角度的拍摄，获取该玩具的多视点图像；
步骤二：利用基于深度跟踪的轮廓提取与矢量化技术，根据输入玩具图片建立动漫玩具外围轮廓线，并根据特征区域分解轮廓线，建立三维模型的二维线轮廓框架；利用曲面造型技术，根据二维轮廓框架，利用三维建模方法，分别生成三维曲面，并利用三维曲面造型方法对曲面进行修改，得到三维模型原型；利用三维模型表面彩绘与贴图技术，根据用户输入，在三维模型表面进行表面彩绘或贴图，对三维模型原型进行美化，完成三维动漫玩具模型设计；
步骤三：所述基于深度跟踪的图像轮廓提取与矢量化技术，即对输入玩具图片依次采用预处理、轮廓提取、轮廓跟踪、轮廓简化和拟合处理得到矢量化的轮廓曲线；
步骤四：所述特征区域分解，即根据动漫玩具不同身体部分特征进行区域分解；
步骤五：所述三维建模方法，即回转建模、拉伸建模、膨胀蒙皮法建模；
步骤六：所述三维曲面造型方法，即对曲面细节采用局部点集变形、对称变形、平面FFD变形对曲面细节进行调整；
步骤七：采集动漫视频中主角的不同角度进行图像，进行建模，最后两个进行无缝拼接组成一个新的玩具产品。
2.根据权利要求1所述的一种基于图片的三维动漫玩具设计方法，其特征在于，在步骤七中还包括以下步骤：基于多视点图像的建模，其采用SIFT(Scale-invariant featuretransform)技术来获取多视点图像中的对应特征点，以此特征点作为约束来恢复相机参数，并根据此相机参数进行射影重构来修正特征点中的误匹配对，得到稀疏点云模型；同时，以所述稀疏点云模型作为约束，进行基于立体视觉的三维重建，并经过融合，得到密集的点云模型。
3.根据权利要求1所述的一种基于图片的三维动漫玩具设计方法，其特征在于，基于多视点图像的建模的步骤包括
a、基于SIFT技术对多视点图像的特征点抽取和匹配；
b、利用RANSAC算法去除匹配结果中的野点；
c、根据匹配结果进行自标定，获取内参和外参；
d、利用已知的参数，对特征点进行射影重构，来修正特征点中的误匹配对，得到的稀疏点云模型；
e、以所述稀疏点云模型为基础，进行基于立体视觉的三维重建，对重建结果进行融合，得到密集的点云模型。
4.根据权利要求2所述的一种基于图片的三维动漫玩具设计方法，其特征在于，还包括以下步骤：在三维建模中对得到的密集点云模型进行特征点的提取和特征点列的重采样，然后进行基于轮廓的空间点三角化，再使用OpenGL技术，实现重建目标的三维显示。
5.根据权利要求1所述的一种基于图片的三维动漫玩具设计方法，其特征在于，所述三维模型表面彩绘，即根据鼠标输入的草图轨迹或利用弗格森曲线拟合鼠标输入的草图轨迹，进而通过拖动控制点调整彩绘图纹形状，在三维模型表面进行线条彩绘，以及对勾绘的封闭区域用特定颜色进行填充着色。
6.根据权利要求1所述的一种基于图片的三维动漫玩具设计方法，其特征在于，所述三维模型表面贴图，即直接从二维图片选取图像细节，拖拽至模型表面，完成三维模型表面贴图。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810637762.0A CN108898653A (zh) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | 一种基于图片的三维动漫玩具设计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810637762.0A CN108898653A (zh) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | 一种基于图片的三维动漫玩具设计方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108898653A true CN108898653A (zh) | 2018-11-27 |
Family
ID=64345630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810637762.0A Pending CN108898653A (zh) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | 一种基于图片的三维动漫玩具设计方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108898653A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110853136A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-02-28 | 深圳先进技术研究院 | 三维参数化建模方法、配合装置及其3d打印方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101814196A (zh) * | 2010-03-09 | 2010-08-25 | 浙江大学 | 基于图片的三维动漫玩具设计方法 |
| CN101916456A (zh) * | 2010-08-11 | 2010-12-15 | 李浩民 | 一种个性化三维动漫的制作方法 |
| CN101930618A (zh) * | 2010-08-20 | 2010-12-29 | 李浩民 | 一种个性化二维动漫的制作方法 |
| WO2015188684A1 (zh) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | 深圳奥比中光科技有限公司 | 三维模型重建方法与系统 |
| CN107730587A (zh) * | 2016-08-11 | 2018-02-23 | 浙江中环瑞蓝科技发展有限公司 | 一种基于图片快速三维化交互式建模方法 |
-
2018
- 2018-06-20 CN CN201810637762.0A patent/CN108898653A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101814196A (zh) * | 2010-03-09 | 2010-08-25 | 浙江大学 | 基于图片的三维动漫玩具设计方法 |
| CN101916456A (zh) * | 2010-08-11 | 2010-12-15 | 李浩民 | 一种个性化三维动漫的制作方法 |
| CN101930618A (zh) * | 2010-08-20 | 2010-12-29 | 李浩民 | 一种个性化二维动漫的制作方法 |
| WO2015188684A1 (zh) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | 深圳奥比中光科技有限公司 | 三维模型重建方法与系统 |
| CN107730587A (zh) * | 2016-08-11 | 2018-02-23 | 浙江中环瑞蓝科技发展有限公司 | 一种基于图片快速三维化交互式建模方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110853136A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-02-28 | 深圳先进技术研究院 | 三维参数化建模方法、配合装置及其3d打印方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102568026B (zh) | 一种多视点自由立体显示的三维增强现实方法 | |
| CN101916456B (zh) | 一种个性化三维动漫的制作方法 | |
| CN103021017B (zh) | 基于gpu加速的三维场景重建方法 | |
| CN101814196B (zh) | 基于图片的三维动漫玩具设计方法 | |
| CN101441772B (zh) | 一种三维辅助的二维图形绘制方法 | |
| CN110349247A (zh) | 一种基于语义理解的室内场景cad三维重建方法 | |
| CN112530005B (zh) | 一种三维模型直线结构识别与自动修复方法 | |
| Hudon et al. | Deep normal estimation for automatic shading of hand-drawn characters | |
| CN103077552A (zh) | 一种基于多视点视频的三维展示方法 | |
| CN110473248A (zh) | 一种利用图像构建人体三维模型的测量方法 | |
| Won et al. | Shadow theatre: discovering human motion from a sequence of silhouettes | |
| Wang et al. | Wuju opera cultural creative products and research on visual image under VR technology | |
| CN105913496A (zh) | 一种将真实服饰快速转换为三维虚拟服饰的方法及系统 | |
| CN108010122A (zh) | 一种人体三维模型重建与测量的方法及系统 | |
| Yang et al. | Dreamspace: Dreaming your room space with text-driven panoramic texture propagation | |
| CN108898653A (zh) | 一种基于图片的三维动漫玩具设计方法 | |
| Dai et al. | PBR-Net: Imitating physically based rendering using deep neural network | |
| Syahputra et al. | Virtual application of Darul Arif palace from Serdang sultanate using virtual reality | |
| Zhao et al. | The application of traditional Chinese painting technique and stroke effect in digital ink painting | |
| Adzhiev et al. | Augmented sculpture: Computer ghosts of physical artifacts | |
| Zhou et al. | GA‐Sketching: Shape Modeling from Multi‐View Sketching with Geometry‐Aligned Deep Implicit Functions | |
| Zhang | Application of interactive artificial intelligence in data evaluation of ink animation production | |
| Cao | Ink Art Three-Dimensional Big Data Three-Dimensional Display Index Prediction Model | |
| Zhang et al. | SIFU: Side-view Conditioned Implicit Function for Real-world Usable Clothed Human Reconstruction | |
| Min | Dynamic modeling of interactive scene in 3D animation teaching |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181127 |