三維頭發(fā)建模及造型.pdf

1、隨著計算機(jī)應(yīng)用的普及，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，要求也越來越高。作為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的一部分，頭發(fā)的建模和造型在虛擬人體模型、游戲以及電影特性中的應(yīng)用也非常廣泛。虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)之一是對顯示對象進(jìn)行建模，但由于頭發(fā)本身特殊的物理性質(zhì)，使得建模和造型都很困難，容易造成巨大的花費(fèi)。因此，為解決由于頭發(fā)數(shù)量龐大和纖細(xì)的特性而使得頭發(fā)圖像生成過程緩慢復(fù)雜的問題，研究相關(guān)技術(shù)具有重要價值。頭發(fā)模擬的方法主要有：直接模擬、體積紋理模型、聚簇發(fā)束模

2、型和寬松連接的粒子系統(tǒng)模型等。我們的工作主要是彌補(bǔ)現(xiàn)有系統(tǒng)的不足，建立一個交互式的造型系統(tǒng)。該系統(tǒng)以粒子系統(tǒng)的特點來模擬頭發(fā)，在適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)開銷下，建立具有真實感的頭發(fā)模型，解決了發(fā)型特征調(diào)整問題并進(jìn)行顯示。 本論文首先回顧了幾種傳統(tǒng)的3D頭發(fā)建模方法，然后針對頭發(fā)模擬真實性的問題進(jìn)行了探索和研究，在現(xiàn)有的頭發(fā)模擬方法分析的基礎(chǔ)上，提出了一種基于粒子系統(tǒng)的頭發(fā)模擬設(shè)計方法，從而從時間和計算開銷上解決已有方法的不足。所完成的主要工作

3、包括以下幾個方面： 1)分析了3D頭發(fā)建模及造型的主要問題和難點，并對已有的3D頭發(fā)模擬及造型方法從建模真實感和渲染兩個方面分別歸類，總結(jié)其優(yōu)點、缺點及性能。通過對已有方法的分析，將主要工作集中在減少系統(tǒng)開銷和計算時間上。 2)在對粒子系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)大量調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過將粒子作為頭發(fā)采樣點控制，解決了在造型階段對頭發(fā)的控制。我們使用一種改進(jìn)的廣告牌方法來渲染模型，減少了頭發(fā)的粗糙度，從而使得到的模型更為明晰。通過簡化的橢