以编程方式插入3D模型中的框架

Question

背景

​

我正在做一个项目，用户会被Kinect (v2)扫描。结果将生成一个适合于游戏使用的3D模型。

​

扫描方面进行得很好，我已经生成了一些好的用户模型。

示例：

注意:这只是一个早期的测试模型。它仍然需要清理，需要改变立场，以正确读取骨架数据。

问题

​

我目前面临的问题是，我不确定如何在生成的3D模型中放置骨骼数据。我似乎找不到一个能让我以编程方式将骨架插入到3D模型中的程序。我希望通过我可以编程控制的程序来实现这一点，或者通过调整3D模型文件的方式将骨骼数据包含在文件中。

​

我试过什么

​

我一直在谷歌和StackOverflow上寻找类似的问题，但它们通常指的是运动捕捉或骨骼动画。我知道玛雅可以选择在3D模型中插入骨架，但据我所知，这总是手工完成的。也许对我想要解决的问题有一个更技术性的术语，但我不知道。

​

我确实有一个如何实现骨架插入的思路。我想是这样的：

1. 扫描用户，用Kinect生成三维模型； 1.2。清洁用户模型，消除任何变形或不必要的信息。关闭清理过程中留下的洞。
2. 使用Kinect扫描用户骨骼数据。 2.2。提取骨架数据。 2.3。获取连接位置并将其存储为三维空间的xyz坐标。保存骨头长度和方向。
3. 读取能够创建骨架的程序中的3D骨架数据。
4. 使用插入的骨架保存新模型。

问题

​

有人能推荐(我知道，这可能是“基于意见的”)一个程序来读取骨骼数据并将其插入到3D模型中吗？有可能利用玛雅来达到这个目的吗？

​

提前谢谢。

注意:我选择在这里发布这个问题，而不是在Graphics Design (或其他Stack Exchange站点)上发布，因为我觉得这与编码有关，也许对将来在这里搜索的人更有用。如果它在错误的网站上发布，很抱歉。

Answer 1

你问题的一个棘手的部分是你所说的“插入骨架”是什么意思。通常，骨骼数据与几何非常独立，并且存储在场景图中的不同位置(骨数据本质上是分层的)。

有些文件格式您可以导出到那里，您可以在几何和骨架之间建立某种关联，但这是非常特定的格式，您如何将两者联系在一起(例如: FBX和Collada)。

最接近“插入”，或更恰当地说，“将”骨架贴在网眼上的东西可能是剥皮。在这里，你计算重量分配，基本上确定每个骨头对你的网格中的一个顶点有多大的影响。

这是一个很难得到正确的部分(包括编程和艺术)，并根据您的质量需要，往往是一个半自动的解决方案充其量最高质量的需要(商业游戏，电影等)。艺术家们费尽心机地调整产生的重量分配和/或骨架。

在确定这些权重分配时，有一些算法非常复杂，从简单的启发式(比如根据最近的直线距离来分配权重)(非常粗糙，并且常常在骨盆或肩部等棘手的区域附近)或那些实际上将网格看作实体体积(使用体素或四面体表示)来分配权重的算法。示例：http://blog.wolfire.com/2009/11/volumetric-heat-diffusion-skinning/

然而，您可能能够获得不错的结果，使用一种算法，如delta，它允许您得到一个有点马虎与重量分配，但仍然得到了相当平滑的变形。

如果你想在外部做这个，几乎任何3D动画软件都可以，包括像Blender这样的免费软件。然而，一般来说，皮肤和人物动画往往需要相当多的艺术技巧和耐心，所以值得注意的是，这并不像看上去那么容易让角色跳跃、跳舞、蹲下、奔跑，即使你事先有了一副骨架也是如此。从骨架到几何学的重量关联是最难的部分。这往往是艺术家花了很多时间仔细研究变形的结果，目的是为了让他们在各种各样的姿势中看起来都是对的。