Tôi đang làm việc với api mặt Kinect, nó cung cấp một loạt các đỉnh và chỉ số cho các hình tam giác sẽ được hiển thị để tạo hình ảnh khuôn mặt.

Không có đỉnh và thứ tự của chúng trong mảng cũng như các chỉ số được đưa ra bởi kinect luôn không đổi.

Tuy nhiên, api không cung cấp thông tin về dữ liệu UV và các quy tắc đỉnh.

Ứng dụng này yêu cầu tôi giữ thứ tự đỉnh như được đưa ra bởi động vật vì vị trí của chúng trong không gian 3d thay đổi theo chuyển động của khuôn mặt, do đó, việc tạo ra tia cực tím và quy tắc trong phần mềm chỉnh sửa 3d là không cần thiết.

Tôi đã xoay sở để tạo ra tia cực tím bằng cách chiếu các vị trí đỉnh lên mặt phẳng 2D vì có rất ít đỉnh trên cùng một mặt phẳng.

Tuy nhiên, tôi không biết làm thế nào để tạo các quy tắc đỉnh cho lưới, không có đỉnh bình thường, lưới mặt vẽ không có chiều sâu của các đặc điểm của nó từ trước, mặc dù hình bóng có thể nhìn thấy vì các vị trí đỉnh là chính xác.

Tôi hiểu rằng do không có các quy tắc đỉnh, ánh sáng sẽ không hoạt động chính xác trên đó và do đó, lưới không có màu nhạt trông giống như bây giờ.

Vậy làm thế nào để tôi tạo ra các quy tắc đỉnh khi tất cả những gì tôi có chỉ là vị trí đỉnh và chỉ số của các đỉnh để tạo ra các tam giác từ nó?

Việc tính toán bình thường từ các vị trí đỉnh khá đơn giản bằng cách sử dụng sản phẩm vectơ chéo.

Các sản phẩm chéo của hai vectơ và (lưu ý , hoặc đôi khi ) là một vuông góc với véc tơ để và , chiều dài , với góc giữa và . Hướng của vectơ sẽ phụ thuộc vào thứ tự của phép nhân: ngược với (hai hướng vuông góc với mặt phẳng).v u × v u ∧ v u v | | u × v | | = | | bạn | | $u$$v$$u \times v$$u \wedge v$$u$$v$$||u \times v|| = ||u|| \cdot ||v|| sin(\theta)$$\theta$$u$$v$$u \times v$$v \times u$

Nếu bạn không quen thuộc với sản phẩm chéo, tôi mời bạn đọc về nó và cảm thấy thoải mái với nó. Định mức sau đó sẽ có vẻ đơn giản.

Tiêu chuẩn che bóng phẳng

Nếu bạn có tam giác , là một vectơ vuông góc với tam giác và có chiều dài tỷ lệ với diện tích của nó. Vì bình thường là vectơ đơn vị vuông góc với mặt phẳng của tam giác, nên bạn có thể nhận được bình thường với:$ABC$$AB \times AC$

$N = \dfrac{AB \times AC}{||AB \times AC||}$

Trong mã, điều này sẽ trông giống như n = normalize(cross(b-a, c-a))ví dụ. Chỉ cần áp dụng điều này trên tất cả các khuôn mặt của bạn và bạn sẽ có quy tắc trên mỗi khuôn mặt.

For each triangle ABC
    n := normalize(cross(B-A, C-A))
    A.n := n
    B.n := n
    C.n := n

Lưu ý rằng điều này giả định các đỉnh không được chia sẻ giữa các hình tam giác. Tôi không quen thuộc với API Kinect; Rất có thể chúng được chia sẻ, trong trường hợp đó bạn sẽ phải sao chép chúng hoặc chuyển sang giải pháp tiếp theo:

Thông thường bóng mờ

Sau khi chiếu sáng với các thông số được tính toán như trên, bạn sẽ thấy rằng các cạnh tam giác là rõ ràng. Nếu điều này không được mong muốn, thay vào đó, bạn có thể tính toán các quy tắc trơn tru, bằng cách tính đến tất cả các khuôn mặt có chung một đỉnh.

Ý tưởng là nếu một đỉnh giống nhau được chia sẻ bởi ba tam giác , và chẳng hạn, bình thường sẽ là trung bình của , và . Hơn nữa, nếu là một tam giác lớn và là một hình nhỏ, bạn có thể muốn chịu ảnh hưởng của nhiều hơn .T 2 T 3 N N 1 N 2 N 3 T 1 T 2 N N 1 N $T1$$T2$$T3$$N$$N1$$N2$$N3$$T1$$T2$$N$$N1$$N2$

Hãy nhớ làm thế nào các sản phẩm chéo tỷ lệ với diện tích? Nếu bạn thêm các sản phẩm chéo sau đó bình thường hóa tổng, nó sẽ thực hiện chính xác tổng trọng số mà chúng tôi muốn. Vì vậy, thuật toán trở thành:

For each vertex
    vertex.n := (0, 0, 0)

For each triangle ABC
    // compute the cross product and add it to each vertex
    p := cross(B-A, C-A)
    A.n += p
    B.n += p
    C.n += p

For each vertex
    vertex.n := normalize(vertex.n)

Kỹ thuật này được giải thích chi tiết hơn trong bài viết này của Iñigo Quilez: chuẩn hóa thông minh của lưới .

Để biết thêm về thông thường, xem thêm:

• Cách tính định mức bề mặt cho địa mạo được tạo