浙大开源（5 笔涂出一只 3D 猫咪模型，可跑可跳无需手动绑定骨骼） ide

来源：量子位 QbitAI

二维图片转3D模型的技术不少，但能用你画的草图实时生成骨骼绑定的3D模型见过吗？
像这样，顺着已有的图片描了几笔，立马就可得到三维模型。
一共描了五次轮廓就得到了一只完整的3D猫模型，还绑定了骨骼：

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看，可以像这样活动骨架关节，随时来一段鬼畜猫：

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对比现有的很多自动生骨架建模方法，这一方法并不是在整个网格模型构建完成后，采用算法处理并提取骨架。
【浙大开源（5 笔涂出一只 3D 猫咪模型，可跑可跳无需手动绑定骨骼）】而是基于草图，实时进行形状建模和骨架创建。
并且，实验也证明这一新方法的学习成本更低，不同经验的专业人员都能快速上手。
这项研究来自浙江大学，相关论文发布在Computers & Graphics上，代码现已开源：

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从草图中创建动态骨架要实时地从草图中创建动态骨架，研究者主要分为三步来实现：
第一步是提取局部骨架。
首先是从原始草图中进行简单的多边形采集，不过手绘图像难免会因为手抖或画技问题出现线条的断裂、不平滑等问题：
（也就是计算机图像问题中常说的噪音）

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所以，需要将原始线条均匀地离散小段直线来平滑这些噪音，再用DP（Douglas-Peucker）算法找到一个最接近形状的简化多边形。
对于得到的简化多边形，通过连续向内偏移的轮廓线将多边形划分为单调的区域，提取得到一种直线骨架：

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将上面得到的直线骨架中包含的不必要的顶点和边缘删掉，并折叠小于特定阈值的短骨架边缘，将直线骨架进行简化。
全部变化流程如下：

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第二步，连接子骨架。
研究团队以交互式的成对方式连接子骨架。
当用户创建一个新的子部件或移动一个现有的子部件时，立即检查当前子部件是否与其他子部件相交。
如果相交，就把当前子部分的骨架与被交的子部分的骨架连接起来：

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这符合用户交互式地逐个创建三维模型的真实场景：新的子部件被连接到现有的子部件上，同时，新的子骨架被连接到相应的子骨架上。
第三步、全局骨架细化。
在上一步中，当两个或多个子骨架连接到父骨架的类似位置时，常常会生成多余的短骨。
因此，这一步中首先要进行曲线简化、关节合并、分支修剪和边缘折叠。
其次，为了控制模型不同部位的骨架的复杂性，研究者将3D模型旋转到XY平面，把子形状和分支从三维空间映射到二维空间。
然后通过在二维空间运行BoundedDP算法，将简化后的分支重新映射到其原来的三维位置。