Figur 1: Vår inversion metod gör hårsyntes pipeline konsekvent: a) Raw hår geometri (en uppsättning polylines) som är resultatet av den manuella utformningen eller automatisk fångst av en statisk frisyr (här, en fångst från [Herrera et al. 2012]); (b) Input geometri omvandlas automatiskt till en dynamisk hårmodell (en uppsättning super-helices) vid jämvikt under gravitation och friktionsfri hår-kropp och hår-hår kontaktkrafter; Till skillnad från klassiska hår simulatorer (c) som ignorerar omgivande krafter när initiering frisyren och är därmed benägna att oönskad hängande, vår simulator (b) exakt matchar den ursprungliga hår geometri vid initialtillstånd och (d) ger en realistisk, karaktär-specifika hår animation. Under de senaste åren har betydande framsteg gjorts för att exakt förvärva geometrin hos människohår, vilket i stor utsträckning förbättrar realismen av virtuella tecken. Parallellt, rik fysik-baserade simulatorer har framgångsrikt utformats för att fånga den invecklade dynamiken i håret på grund av kontakt och friktion. Men för tillfället finns det ingen konsekvent pipeline för att omvandla ett givet hår geometri till en realistisk fysik-baserad hårmodell. Nuvarande metoder helt enkelt initiera håret simulator med ingång geometri i frånvaro av yttre krafter. Detta resulterar i en oönskad slapp effekt när den dynamiska simuleringen startas, vilket i grund och botten förstör alla ansträngningar som läggs in i korrekt design och / eller fånga input frisyr. I detta dokument föreslår vi den första metoden som konsekvent och robust står för omgivande kraftergravitation och friktionskontakter, inklusive hår självkontakter - när man omvandlar en geometrisk frisyr till en fysikbaserad hårmodell. Tar en godtycklig hår geometri som ingång tillsammans med en motsvarande kropp mesh, tolkar vi hårets form som en statisk jämvikt konfiguration av en hårsimulator, i närvaro av gravitation samt hår-kropp och hår friktionskontakter. Om man antar att hårparametrar är homogena och ligger i ett rimligt utbud av fysiska värden, visar vi att detta stora underbestämda inversa problem kan formuleras som en välplacerad begränsad optimering problem, som kan lösas robust och effektivt genom att utnyttja friktionskontakt lösaren av den direkta hårsimulatorn. Vår metod har framgångsrikt tillämpats på animering av olika hårgeometrier, allt från syntetiska frisyrer manuellt utformade av en konstnär till den senaste mänskliga hårdata automatiskt rekonstrueras från fånga.
REF föreslog en begränsad optimeringsmetod för att lösa det omvända statiska jämviktsproblemet hos hår som utsätts för gravitation och friktionskontakter.
Inverse dynamic hair modeling with frictional contact
{'venue': 'TOGS', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}