一种生成maya三维带绑定的人头模型的方法及系统与流程
本发明涉及表情动画制作，尤其涉及一种生成maya三维带绑定的人头模型的方法及系统。
背景技术：
1、在传统的3d影视动画制作中，需要制作大量的3d角色，他们的面部形象各不相同。这些角色可能包括主角、配角、路人甚至是大量的群众角色。每一个角色都需要有独特的外貌特征，以便观众能够区分他们，并且使得整部影片或动画更加真实和富有吸引力。
2、然而，在传统的流程中，制作这些角色的工作量是巨大的。首先，我们需要为每一个角色制作独特的人头模型。接下来，对于每一个人头模型，我们还需要创建表情绑定。表情绑定是将角色的面部表情与预先设定的控制器相连接的过程。最后，在完成了人头模型和表情绑定后，动画师还需要为每一个角色制作动画。这包括口型动画、眼神动画、表情动画等，以使角色的面部表情能够准确地表达出所需的情感和情绪。传统的工作流程需要消耗大量的时间和人力资源。这不仅增加了制作成本，还延长了制作周期，限制了创作团队的创造力和灵活性。
3、因此，寻找一种既能够快速生成带面部绑定的人头模型，又能使人头模型形象各异的方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提出了一种生成maya三维带绑定的人头模型的方法及系统，其能够通过表情控制器实现了对面部动作的精确控制，通过建立代理模型并使用造型控制器对其进行变形，可以快速生成各种造型的人头模型。
2、本发明的技术方案是这样实现的：
3、一方面，本发明提供了一种生成maya三维带绑定的人头模型的方法，包括以下步骤：
4、s1、根据人物面部结构特征构建基础头部模型，根据所述基础头部模型建立表情控制器；
5、s2、根据表情控制器和maya表情编码工具创建基础头部模型的表情绑定工具；
6、s3、建立与所述基础头部模型相匹配的代理模型，根据所述代理模型创建造型控制器，并使用造型控制器对代理模型进行变形，得到变形后的三维角色模型；
7、s4、所述表情绑定工具根据变形后的三维角色模型对基础头部模型进行表情更新，得到maya三维带表情绑定的人头模型。
8、在以上技术方案的基础上，优选的，所述表情控制器包括摆位组和编码组，步骤s3具体包括：
9、s31、建立代理模型，对代理模型进行骨骼绑定，并创建造型控制器；
10、s32、在所述代理模型上创建maya毛囊，并确定初始状态下maya毛囊的世界矩阵；
11、s33、通过改变造型控制器控制代理模型变形，并根据所述初始状态下maya毛囊的世界矩阵和摆位组的世界矩阵确定基础头部模型的变形信息；
12、s34、根据所述变形信息得到变形的三维角色模型。
13、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s32具体包括：
14、所述造型控制器上设有若干造型控制组，通过调整造型控制组改变代理模型的面部造型；
15、确定摆位组在代理模型表面的uv值，所述uv值为摆位组在代理模型表面的坐标；
16、在所述uv值上创建maya毛囊，并得到初始状态下maya毛囊的世界矩阵。
17、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s33具体包括：
18、通过调整造型控制器对代理模型的面部造型进行变形，得到代理模型的变形信息；
19、获取初始状态下maya毛囊的世界矩阵和初始状态下摆位组的世界矩阵，并根据所述初始状态下maya毛囊的世界矩阵和初始状态下摆位组的世界矩阵确定偏移矩阵；
20、根据代理模型的变形信息和偏移矩阵对摆位组的矩阵进行更新，得到基础头部模型的变形信息。
21、在以上技术方案的基础上，优选的，所述变形信息包括在动作和/或表情情况下的几何形状信息的变化和控制信息的变化。
22、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s4具体包括：
23、s41、从表情列表中选择表情并激活，记录变形后的三维角色模型的表情控制器的世界矩阵，记为第一世界矩阵；
24、s42、根据所述第一世界矩阵确定当前编码组的局部矩阵，并解析所述局部矩阵得到新的表情效果；
25、s43、使用表情编码工具将新的表情效果更新到表情编码系统中，得到maya带绑定的人头模型。
26、在以上技术方案的基础上，优选的，所述新的表情效果包括当前编码组的位移信息、缩放信息和旋转信息。
27、更进一步优选的，步骤s1具体包括：
28、选择一个人头模型作为基础头部模型，并根据人物面部结构特征搭建面部骨骼系统；
29、将所述面部骨骼系统应用到基础头部模型上，进行骨骼权重绘制，得到每根骨骼的面部权重；
30、根据每根骨骼的面部权重对骨骼创建控制器，得到表情控制器。
31、在以上技术方案的基础上，优选的，所述表情绑定工作直接连接到捕捉工具，用于捕捉用户的面部表情，并转换成52个标准的动画数据。
32、另一方面，本发明提供了一种生成maya三维带绑定的人头模型的系统，采用如上述所述的方法，包括：
33、基础头部模型构建模块，其配置为根据表情控制器和maya表情编码工具创建基础头部模型的表情绑定工具；
34、变形信息处理模块，其配置为处理在动作和/或表情情况下的几何形状信息的变化和控制信息的变化；
35、表情更新与动画生成模块，其配置为根据变形后的三维角色模型对基础头部模型进行表情更新，得到maya带绑定的人头模型。
36、本发明的方法相对于现有技术具有以下有益效果：
37、(1)通过表情控制器实现了对面部动作的精确控制，利用表情绑定工具可以快速绑定角色表情动画，灵活控制人头模型的表情变化，提高角色表情动画的制作效率，并通过代理模型变形实现了人头模型实时预览和调整，加快不同造型的maya带绑定人头模型的生成速度和生成质量；
38、(2)通过骨骼绑定在基础头部模型上建立面部表情控制的代理模型，实现对基础头部模型形状的控制，并创建maya毛囊为代理模型提供更细致的控制点，通过造型控制器控制代理模型变形，结合世界矩阵信息确保表情变形的准确性和稳定性。
技术特征：
1.一种生成maya三维带绑定的人头模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种生成maya三维带绑定的人头模型的方法，其特征在于，所述表情控制器包括摆位组和编码组，步骤s3具体包括：
3.如权利要求2所述的一种生成maya三维带绑定的人头模型的方法，其特征在于，步骤s32具体包括：
4.如权利要求2所述的一种生成maya三维带绑定的人头模型的方法，其特征在于，步骤s33具体包括：
5.如权利要求4所述的一种生成maya三维带绑定的人头模型的方法，其特征在于，所述变形信息包括在动作和/或表情情况下的几何形状信息的变化和控制信息的变化。
6.如权利要求1所述的一种生成maya三维带绑定的人头模型的方法，其特征在于，步骤s4具体包括：
7.如权利要求6所述的一种生成maya三维带绑定的人头模型的方法，其特征在于，所述新的表情效果包括当前编码组的位移信息、缩放信息和旋转信息。
8.如权利要求1所述的一种生成maya三维带绑定的人头模型的方法，其特征在于，步骤s1具体包括：
9.如权利要求1所述的一种生成maya三维带绑定的人头模型的方法，其特征在于，所述表情绑定工作直接连接到捕捉工具，用于捕捉用户的面部表情，并转换成52个标准的动画数据。
10.一种生成maya三维带绑定的人头模型的系统，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的方法，包括：
技术总结
本发明提出了一种生成maya三维带绑定的人头模型的方法及系统，属于表情动画制作领域，包括：S1、根据人物面部结构特征构建基础头部模型，根据基础头部模型建立表情控制器；S2、根据表情控制器和maya表情编码工具创建基础头部模型的表情绑定工具；S3、建立与所述基础头部模型相匹配的代理模型，根据所述代理模型创建造型控制器，并使用造型控制器对代理模型进行变形，得到变形后的三维角色模型；S4、所述表情绑定工具根据变形后的三维角色模型对基础头部模型进行表情更新，得到maya带绑定的人头模型。本申请通过表情控制器实现了对面部动作的精确控制，并利用表情绑定绑定工具实现基础头部模型快速表情生成，通过代理模型变形进行人头模型实时预览和调整，加快不同造型的maya带绑定人头模型的生成速度和生成质量。
技术研发人员：王世勇
受保护的技术使用者：武汉两点十分文化传播有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23