技术摘要：
本发明公开了一种蒙皮权重自动计算方法及计算系统，其中方法包括如下步骤：将输入物体的几何图形体素化；计算体素化后的所述几何图形的骨骼体素与模型网格的边界体素间的测地线距离；根据计算的所述测地线距离，并基于—加权函数，计算得到每个所述模型网格对应的网格  全部
背景技术：
为剧情片或游戏创造高质量的虚拟角色是一个耗时的过程。在角色创作中，建模 者首先需要创建模型网格和图像纹理，然后将皮肤权重手绘到网格上，以消除角色在运动 过程中的皮肤变形问题。但是手绘皮肤具有特别高的挑战性，对于建模者的绘画水平要求 极高，多数建模者无法将皮肤权重完美的绘制到模型网格中，造成角色的运动过程由于关 节或皮肤形变不到位显得不自然。另外，就是手工蒙皮制作过程比较繁杂，耗时很长，极大 地影响了动画制作效率。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种蒙皮权重自动计算方法及计算系统，通过计算骨骼体 素与模型网格的边界体素间的测地线距离，然后根据测地线距离自动计算网格权重，解决 了手工绘制皮肤权重对建模者绘画水平要求较高，绘制过程耗时繁琐且容易造成关节或皮 肤变形不到位的技术问题。 为达此目的，本发明采用以下技术方案： 提供一种蒙皮权重自动计算方法，包括如下步骤： 步骤S1，将输入物体的几何图形体素化； 步骤S2，计算体素化后的所述几何图形的骨骼体素与模型网格的边界体素间的测 地线距离； 步骤S3，根据所述步骤S2计算的所述测地线距离，并基于—加权函数，计算得到每 个所述模型网格对应的网格权重； 步骤S4，以所述网格权重作为皮肤重量，对所述模型网格进行蒙皮。 作为本发明的一种优选方案，所述步骤S1中，将所述几何图形体素化的过程包括 如下步骤： 步骤S11，计算所述几何图形的轴对齐矩形边界框； 步骤S12，分别沿x、-x、y、-y、z、-z轴向对处于边界框内的所述几何图形进行正投 影平面剪切，得到所述几何图形在各个轴向上的正投影视图沿图像深度方向剪切的多张体 积片图像； 步骤S13，将每张所述体积片图像体素化； 步骤S14，判断体素化后的每张所述体积片图像上的体素Vi是否为所述模型网格 的内部体素， 若是，则将所述体素Vi标记为内部体素； 若否，则转入步骤S15； 5 CN 111598980 A 说　明　书 2/8 页 步骤S15，判断所述体素Vi是否为边界体素， 若是，则将所述体素Vi标记为边界体素； 若否，则将所述体素Vi视为所述模型网格的外部体素； 步骤S16，重复执行所述步骤S14～S15，直至完成对所有所述体积片图像的体素类 型判断； 步骤S17，根据所述步骤S16得到的体素类型判断结果，将所述几何图像体素化为 体素图像。 作为本发明的一种优选方案，所述步骤S14中，判断所述体素Vi是否为所述模型网 格的内部体素的方法为，当x、-x、y、-y、z、-z中的至少4个不同轴向上的所述体素Vi被确定 为所述模型网格的内部体素后，将所述体素Vi最终判定为所述模型网格的内部体素。 作为本发明的一种优选方案，所述步骤S15中，通过分离轴定理判断所述体素Vi是 否为边界体素。 作为本发明的一种优选方案，所述步骤S2中，通过狄克斯特拉算法计算每一块所 述骨骼上的所述骨骼体素与所述模型网格的所述边界体素间的所述测地线距离。 作为本发明的一种优选方案，所述步骤S3中，所述加权函数通过以下公式表达： 上式中， 用于表示所述模型网格对应的网格权重； 用于表征骨骼体素i对所 述模型网格的网格顶点j变形的影响程度； α为一常量； 用于表示所述骨骼体素i距离所述模型网格的边界体素v的真实测地线距离。 作为本发明的一种优选方案， 通过以下公式计算而得： 上式中， 用于表示所述骨骼体素i与所述模型网格的边界体素v间的所述测地线 距离； Pvertex用于表示所述模型网格的顶点； Pvoxel用于表示所述模型网格的中心点； |Pvertex-Pvoxel|用于表示所述顶点与所述中心点的绝对值距离； D为一常量。 本发明还提供了一种蒙皮权重自动计算系统，可实现所述的蒙皮权重自动计算方 法，该系统包括： 几何图形输入模块，用于输入所述物体的所述几何图形； 体素化模块，连接所述几何图形输入模块，用于将输入的所述几何图形体素化； 测地线距离计算模块，连接所述体素化模块，用于计算体素化后的所述几何图形 的骨骼体素与模型网格的边界体素间的所述测地线距离； 6 CN 111598980 A 说　明　书 3/8 页 网格权重计算模块，连接所述测地线距离计算模块，用于根据计算的所述测地线 距离，并基于一加权函数，计算所述模型网格对应的所述网格权重； 蒙皮模块，连接所述网格权重计算模块，用于根据计算的每个所述模型网格对应 的所述网格权重对所述几何图形进行蒙皮。 作为本发明的一种优选方案，所述体素化模块中具体包括： 轴对齐矩形边界框计算单元，用于计算输入的所述几何图形的轴对齐矩形边界 框； 正投影平面剪切单元，连接所述轴对齐矩形边界框计算单元，用于沿x、-x、y、-y、 z、-z轴向对处于边界框内的所述几何图形进行正投影平面剪切，得到所述几何图形在各个 轴向上的正投影视图沿图像深度方向的多张体积片图像； 第一体素化单元，连接所述正投影平面剪切单元，用于将每张所述体积片图像体 素化； 第一体素类型判断单元，连接将所述第一体素化单元，用于判断体素化后的每张 所述体积片图像上的每个体素Vi是否为所述模型网格的内部体素； 体素类型标记单元，连接所述第一体素类型判断单元，用于将被判定为内部体素 的所述体素Vi的类型标记为内部体素； 第二体素类型判断单元，分别连接所述第一体素类型判断单元和所述体素类型标 记单元，用于在所述体素Vi被判定为非所述内部体素后进一步判断其是否为所述模型网格 的边界体素； 所述体素类型标记单元将被判定为边界体素的所述体素Vi标记为边界体素，将判 定为非边界体素的所述体素Vi标记为外部体素； 体素类型最终判断单元，分别连接所述第一体素类型判断单元和所述第二体素类 型判断单元，用于根据所述第一体素类型判断单元针对同一个所述体素Vi在不同轴向上的 体素类型判断结果，最终明确所述体素Vi是否为所述模型网格的内部体素并标记，并用于 根据所述第二体素类型判断单元对同一个所述体素Vi在不同轴向上的体素类型判断结果， 最终明确所述体素Vi是否为所述模型网格的边界体素并标记； 第二体素化单元，连接所述体素类型最终判断单元，用于根据最终明确的体素类 型判断结果将输入的所述几何图形体素化。 作为本发明的一种优选方案，通过下式计算所述模型网格对应的所述网格权重 上式中， 用于表征骨骼体素i对所述模型网格的网格顶点j变形的影响程度； α为一常量； 用于表示所述骨骼体素i距离所述模型网格的边界体素v的真实测地线距离。 本发明通过计算骨骼体素与模型网格的边界体素间的测地线距离，然后根据测地 线距离自动计算网格权重，解决了手工绘制皮肤重量对建模者绘画水平要求较高，绘制过 7 CN 111598980 A 说　明　书 4/8 页 程耗时繁琐且容易造成关节或皮肤变形不到位的技术问题。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使 用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。 图1是本发明一实施例所述的蒙皮权重自动计算方法的步骤图； 图2是将所述几何图像体素化的方法步骤图； 图3是本发明一实施例所述的蒙皮权重自动计算系统的结构图； 图4是所述蒙皮权重自动计算系统中的体素化模块的结构示意图； 图5是对所述几何图像进行轴对齐矩形边界框计算后的示意图； 图6是沿x、-x、y、-y、z、-z轴向处于边界框内的所述几何图形作正投影平面剪切后 得到的所述体积片图像的示意图； 图7是将所述几何图像体素化后的示意图； 图8是体素化后的所述几何图像的横截面视图； 图9是计算所述骨骼体素与所述模型网格的边界体素作测地线距离运算的示意 图； 图10是所述测地线距离与网格权重关系的示意图。