Human Limbs Modeling from 3D Scan Data

3차원 스캔 데이터로부터의 인체 팔, 다리 형상 복원

This paper presents a new approach for modeling human limbs shape from 3D scan data. Based on the cylindrical structure of limbs, the overall shape is approximated with a set of ellipsoids through ellipsoid fitting and interpolation of fit-ellipsoids. Then, the smooth domain surface representing the coarse shape is generated as the envelope surface of ellipsoidal sweep, and the fine details are reconstructed by constructing parametric displacement function on the domain surface. For fast calculation, the envelope surface is approximated with ellipse sweep surface, and points on the reconstructed surface are mapped onto the corresponding ellipsoid. We demonstrate the effectiveness of our approach for skeleton-driven body deformation.

본 논문에서는 3차원 인체 형상 스캔 데이터로부터 팔, 다리형상을 복원하는 방법을 제시한다. 이 방법에서는 팔, 다리 스캔 데이터의 대략적인 형상을 나타내는 기반 곡면과 자세한 세부 현상을 나타내는 displacement 맵의 이중구조로 형상을 복원한다. 팔, 다리 부분의 스캔 데이터 형상은 골격을 따라 스윕하는 타원체로 근사되며, 이 타원체 스윕을 부드럽게 감싸는 envelope 곡면으로 기반 곡면을 생성한다. 타원체 스윕의 envelope 곡면은 빠른 계산을 위해 골격을 따라 추출되는 타원의 스윕 곡면으로 근사된다. 기반 곡면에 대한 스캔 데이터 점들의 displacement는 각 단면 타원으로의 매핑을 통해 스칼라 값으로 구해지며, 다단계 스플라인 함수를 이용하여 매개화된 displacement 맵을 구성한다. 이 과정에서 복원된 형상 위의 점들은 해당하는 타원체 상으로 매핑된다. 본 방법을 통하여 팔, 다리의 간결한 형상 표현을 추출할 수 있으며, 매핑된 타원체를 이용하여 형상을 빠르고 사실적으로 변형할 수 있다.