[初阶教程]基于Virtools的数字化人体模型仿真运动研究

Asen

摘要：立足于服装工业对数字化人体模型仿真运动的需 求，提出了一种建立人体模型仿真运动的新方法 通过对特定人体的三维扫描数据处理．  实现个性化的三维人体NURBS曲面模型重构，再通过设定骨骼IK绑定．  完成模型格式转换；通过MotionAnalysis、EvaRT、motionbuilder等，完成仿真场景设置。最后，在Virtools实现数字 化模型与行为动作的拟合，完成运动仿真。实验证明．所建立的人体模型仿真运动过程真实性强．具有较高的科研价值。

关键词： 三维人体扫描； 数字化人体模型； 虚拟仿真运动；Virtools
0 引言
         三维人体数字化模型作为当前研究热点．在人机系 l统工程、医学研究、服装CAD 以及虚拟现实等领域有 ：

着广阔的应 用前景。随着非接触式人体测量技术的发展，已可以方便快速地获得三维人体点云数据．借助于 J真实人体扫描数据可建立个性化特征人体表面模型，其  ：不足在于无法表现人体的动态效果。由于人体是一种复  l杂的多关节形体，如何实现逼真的人体模型仿真运动，这个问题仍在探索之中。作者提出了一种建立人体模型  仿真运动的新方法，把人体模型仿真运动过程分成数字

化模型的构建、实时行为动作的捕捉和仿真运动的拟合 步来完成。其最大的特点是在数字化人体模型仿真运动实现的过程中，在不同阶段均采用了先进的设备和主流软件，在体现科技发展的实效性与先进性的同时，最大程度地实现了数字化人体模型仿真运动的逼真性和交互性。 l

1 个性化的三维人体曲面模型的构建 ：
1．1 人体点云数据的获取本项目采用的是Telmat的Symcad非接触式三维人体扫描仪，在20s内自动完成整个人体扫描过程，捕捉 ：到人体50万个数据点，测量精度达到0．2cm，所测数据
收稿日期：2008—04—03 l

基金项目：湖北省教育厅科研重点资助项目(D200717002)；湖北省数字化纺织装备重点实验室资助项目(DTL200607)

作者简介：李燕(1962-)，女，河南济源人，教授，工学硕I士研究生。研究方向：计算机三维建模与逆向工程技术
      可以iv文件格式输出，但所输出的iv文件不能被Geo—magic软件直接读取，利用文本编辑软件打开iv文件，

把文件头和文件尾修改为wrl文件格式．并保存为wrl格式的文件，就可以被Geomagic软件读出⋯ 所得点云图形．
1．2 三维数字化人体模型重构将测得的人体点云文件．读人Geomagic Studio．通过对人体点云数据进行优化处理、人体多边形的编辑、人体曲面网格线的定义、人体曲面的拟合等操作．生成

高质量的人体Nurbs曲面，如图2所示，将构建的人体Nurbs曲面模型以3ds格式文件输出[21。

2 数字化人体模型骨骼构建、lK设置以及格式转换

       将3ds格式的人体模型文件，读人3d max中．用3d max中的Systems面板下的Bones命令构建与之相应的人体模型骨骼，并使用工具栏中的链接命令按照链接规则依次链接，设定骨骼影响范围。
3.结论
       本文所提出的基于三维扫描数据，利用Analysis动作捕捉系统与VirtO0ls虚拟仿真系统，所完成的数字化人体模型运动仿真过程，与其他实现方法相比，效果逼真，交互性强，为服装行业实现人体的三维。
Locomotion Emulating Study of Individulized M anikin Based on Virtools

LI Fan，CHENG Xiao-Rong，HUANG Kai

(W uhan University ofScience and Technology，Co~ege ofMachine and Electronic，W uhan Hubei 430073，China)

Abstract：According  to the demand of garment industry，this article brought forward a new  method to building the locomotion emulating of the dynamic  manikin．According to scanned 3-d human body data，the individualized 3-D  curved manikin was reconstructed； the setting up of the skeleton  manikin’ IK and the conversing of the data format was completed．Then，M  otionAnalysis and 3D max was used to com—plete the tasks of setting up  motion scenes，etc．At last，the fitting of digital manikin and individual  motion data was realized in Vi~ooh．he tested module is high realistic  and valuable in emulating motion and scientific research．

Key words：3-D huma n body scan；digital manikin；virtual locomotion emulating； virtools
参考文献：

【l】黄诚驹，齐荣．基于Ge0Magicl的～异形⋯曲面快速数字建模技术研究   机械与电子，2004，9
【2】宋庆文，等·一种基于模型的人体建模系统[J．计算机应用与软，2004.1
【3】李子婷，刘旭3卡通角色精彩案例[M】．科学出版社，2005
【4】刘明昆三维游戏设计师宝典一Vmool 开发工具篇[M】四川出版集团，2005

C.R.CAN

我来顶个

奇

你们都躲开，我来顶

晃晃

赞一个，哈哈

C.R.CAN

“再次路过……”我造一个-----特别路过

C.R.CAN

好可爱的字,学习了

tc

俺是新人,这厢有礼了!