三维虚拟服装缝合技术及布料仿真的研究与实现

论文摘要

最近几年,布料仿真已经成了人们感兴趣的研究课题。布料仿真是计算机动画、纺织服装CAD和试衣系统等研究领域中的一项重要内容。其中,虚拟试衣是一种应用于服装电子商务的新兴技术。为了使客户能够在网上快捷便利地、真实有效地进行服装的挑选试衣,网上虚拟试衣技术的出现成为必然。虚拟试衣给用户提供了一个实时的交互平台,它允许用户在各种服装中做出选择,并把选中的衣服在虚拟模特身上进行试穿。目前,国内外对于三维服装试衣技术的研究已逐渐深入,在衣片建模、衣片缝合以及碰撞检测等方面均有一系列的研究成果。但传统的碰撞检测算法,在包围盒建立方面存在死循环的现象,同时,碰撞检测算法的时间复杂度高。本文在研究现有的三维虚拟试衣技术的基础上,提出了缝合信息设定的方法流程;改进了包围盒的建立过程,避免了包围盒建立过程中出现死循环的现象;同时,简化了传统的碰撞检测算法,减少了碰撞检测所需的时间。本文首先对布料进行离散化,建立弹簧-质点模型,并通过分析衣片所受的内外力,模拟衣片的受力情况;其次,通过三维虚拟缝合技术把二维衣片转变为三维服装;第三,对衣片与人体分别建立AABB包围盒树,通过AABB包围盒检测算法检测并处理在缝合过程中出现的布料与人体发生碰撞的情况;第四,通过布料与位图之间的纹理映射,模拟服装真实的纹理效果;最后,通过研究风对布料的作用力施加过程,模拟布料在风吹下的动态效果。目前,该技术能够模拟常规服装类别的着装效果,在风吹条件下能获得较理想的布料动态模拟效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 项目背景
• 1.1.1 应用前景
• 1.1.2 国内外研究概况
• 1.2 研究内容
• 1.2.1 三维试衣技术分析
• 1.2.2 论文的主要内容
• 1.3 论文结构
• 1.4 本章小结
• 第二章 三维虚拟试衣技术的研究与实现
• 2.1 布料模型的建立
• 2.1.1 衣片外围轮廓线的生成
• 2.1.2 衣片网格点的生成与连接
• 2.2 虚拟缝合过程的实现
• 2.2.1 设定缝合信息
• 2.2.2 初始位置放置
• 2.2.3 施加缝合力
• 2.2.4 质点位置更新
• 2.2.5 缝合结束判定
• 2.2.6 重力施加
• 2.3 本章小结
• 第三章 碰撞检测和碰撞响应的研究与实现
• 3.1 碰撞检测
• 3.1.1 AABB包围盒树的构造
• 3.1.2 基于AABB层次包围盒树的碰撞检测算法
• 3.1.3 布料自碰撞检测
• 3.2 碰撞响应
• 3.3 本章小结
• 第四章 三维服装效果模拟的研究与实现
• 4.1 纹理效果模拟
• 4.1.1 纹理映射基本原理
• 4.1.2 纹理映射的步骤
• 4.2 动态效果模拟
• 4.2.1 风力施加
• 4.2.2 随机大小、方向风力的实现
• 4.3 本章小结
• 第五章 三维虚拟试衣系统的设计与展示
• 5.1 系统设计
• 5.1.1 开发工具
• 5.1.2 三维试衣系统分析
• 5.2 系统展示
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 研究内容总结
• 6.2 创新之处
• 6.3 存在问题及下一步研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 附录