个性化人体特征曲线驱动服装变形的三维人体试衣技术

摘要

三维人体虚拟试衣的个性化、真实感、实时性等问题是当前服装CAD相关研究领域的一个关键问题，同时是突破服装电子商务发展瓶颈的一个重要问题。目前三维试衣系统中主要采用标准人体模型或者是根据标准人体变形得到的近似人体模型，与数量众多、体型差别大的真实体型还是有一定的差距。然而随着服装电子商务的发展，顾客对于试衣的个性化要求越来越高，因此有必要研究出一套基于真实感的个性化三维人体的三维试衣系统。基于此，本文提出一种采用Kinect扫描人体重建个性化三维人体模型，提取人体特征曲线驱动服装变形的三维试衣系统。本文系统的实现过程包括以下几个步骤：三维人体模型的建立以模型预处理；对人体特征曲线进行数学拟合；建立服装模型，并根据拟合曲线改变服装形状，最后展示得到符合个性化人体特征的三维试衣效果。
　　人体模型作为试衣系统中的重要部分，也是驱动服装变形的关键因素，所以对人体模型的处理对于试衣效果有着至关重要的作用。论文首先对人体模型的生成及模型处理部分进行介绍，并且对人体特征曲线的拟合深入研究。文中首先介绍了传统人体建模方式，针对这些方法得到的人体模型与真实人体仍有差距的问题，提出本文基于Kinect快速方便地扫描人体，重建个性化人体模型的方法。由于所获得人体模型由数量众多且杂乱的点云组成，人体的关键信息都隐藏其中，必须采用有效的计算机技术自动分析提取出所需要的信息。论文介绍了所需特征点以及特征线的定义，根据人体各个部位的结构特征采用切片法、凸包法等计算机方法分别处理人体点云数据以提取人体特征信息。并根据人体不同部位曲线特征分别为其建立数学模型拟合对应曲线，分别用四个半径不同的椭圆计算参数得到胸围拟合曲线，超椭圆拟合腰臀围曲线，B样条曲线拟合纵向人体特征线。所得到的拟合曲线为驱动服装的变形提供了基础。
　　其次，本文对系统的另一关键部分服装建模以及服装变形深入研究。服装的表现形状受多方面因素的影响，包括物理因素以及几何因素，不同部位的服装所受的影响因素又不尽相同，这使得服装模拟成为试衣系统中最为难以处理的部分。对于贴近人体表层的服装，其表现出的形状主要受人体体型的影响，人体特征曲线是决定服装变形的关键信息，即可以通过人体特征曲线驱动服装变形。论文详细介绍了人体特征曲线驱动服装变形的算法，并对试衣过程中的服装穿透问题进行处理。
　　文中设计并建立六套不同款式或色彩的三维服装模型，两个不同体型人体模型，采用论文所研究的方法进行服装变形，实现个性化人体三维试衣，验证了论文方法的可行性。

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1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2研究现状

1.3本文研究内容及创新点

1.4本文章节安排

2 总体设计

2.1真实感人体模型生成

2.2人体模型数据处理

2.3服装设计以及服装模型生成

2.4人体特征曲线驱动服装变形

2.5三维试衣效果展示

2.6本章小结

3 三维人体模型服装特征信息提取

3.1三维人体建模

3.2人体模型肢体识别

3.3人体特征曲线提取

3.4本章小结

4 人体模型基准线曲线拟合

4.1传统人体围度曲线拟合方法

4.2胸围曲线拟合模型

4.3腰臀部截面曲线拟合模型

4.4纵向曲线拟合模型

4.5本章小结

5 服装建模以及服装变形

5.1服装建模研究现状

5.2建立服装模型

5.3服装变形

5.4服装穿透处理

5.5本章小结

6 实验结果及讨论

6.1不同人体体型着装效果

6.2服装图案及色彩效果

6.3不同服装款式试衣效果

6.4本章小结

7总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果目录

致谢