三维服装信息获取及虚拟服装试穿技术的研究

论文摘要

三维试衣系统是虚拟现实中的一个方向,是网上购物的重要课题之一。服装销售额占商业贸易额的比例非常大,而其销售又具有特殊性,即要求顾客亲身参与和体验。在虚拟试衣的实现过程中,人类活动的参与性与真实性是用户具有“沉浸感”所不可忽略的一部分。实现服装个性化建模以及类似于布等材料的悬垂,都是国际普遍关注的难点,解决了这些问题,将为网上电子商务提供良好的基础。论文提出参数化绘制服装特征曲线的方法,并利用控制顶点进行服装形状设计,给出了缝合抛物线空间存在的四种形式及其控制点求解算法,依据比例法绘制的原理建立了特征点三维坐标转换模型。该模型能根据客户提供的体型信息和不同服装款式的经验公式,计算出服装各个特征型值点的坐标,进而反求出曲线控制点。进一步结合Bezier曲面生成方法对控制点进行拟合,将曲面片拼接后,即可得到三维刚性服装模型。论文对衣服这个非刚体对象也采用了刚体的建模方法,这样不但能体现出服装的色彩、款式和面料这三大元素,而且有效地处理模拟过程中复杂衣片间的缝合拼接问题。为实现顾客穿衣后的布料悬垂感,本课题对织物变形模型做了改进,提出把三维服装试穿的模拟过程分为三维刚性服装曲面构造和三维柔性服装曲面构造两阶段。引入了X Provot的弹簧-质点模型,通过对织物的运动方程进行求解和碰撞检测处理,最终模拟出三维服装试衣模型,逼真地再现人体静态着装的悬垂效果。为更好的向用户展示服装试穿后的立体效果,本文还利用了增强真实感的相关技术。利用纹理映射技术很好的表现出服装的图纹和花样,利用坐标变换的设计,能够使用户360°的欣赏试穿后的效果。论文基本上实现了一个比较完整的、基于三维模型的试衣系统,并对静态模拟试衣进行了探讨。本文给出了根据体型信息来进行个性化服装建模的方法,得到顾客身穿所选择款式的服装模型供顾客欣赏,还可以进一步推广到自由度更大的观察系统。

论文目录

• 内容摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 课题目的及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国内的相关软件系统
• 1.3.2 国外的相关软件系统
• 1.3.3 三维服装建模的研究现状
• 1.4 主要创新点
• 1.4.1 应用创新
• 1.4.2 技术改进
• 1.5 论文主要内容
• 第2章 三维刚性服装曲面的生成
• 2.1 服装曲面的拟合及着装仿真的分析
• 2.2 BEZIER 曲面的构造方法
• 2.2.1 Bezier 曲线的基础理论
• 2.2.2 二次贝塞尔曲面
• 2.2.3 贝塞尔曲面的拼接
• 2.3 特征点三维坐标转换模型
• 2.3.1 参数化绘制三维服装的基本原理
• 2.3.2 比例法绘制服装样板
• 2.3.3 Bezier 曲线的数学模型
• 2.4 获取BEZIER 曲线控制点算法
• 2.4.1 缝合抛物线的四种存在形式
• 2.4.2 曲线在yoz、xoz、xoy 平面上的控制点求解算法
• 2.4.3 模式四曲线的控制点求解算法
• 2.5 开发工具的选取分析
• 2.5.1 OpenGL 三维图形工具包
• 2.5.2 VC++6.0 设计开发用户界面
• 2.6 增强真实感的相关技术分析
• 2.6.1 纹理映射技术
• 2.6.2 坐标变换的设计
• 第3章 织物变形仿真模型的研究
• 3.1 国内外对织物变形仿真模型的研究
• 3.2 建立合适的织物变形模型
• 3.2.1 几何方法
• 3.2.2 物理方法
• 3.2.3 本课题选择的织物变形模型方法
• 3.3 弹簧－质点模型
• 3.3.1 质点受力分析
• 3.3.2 变形模型的求解
• 3.3.3 模型修正
• 3.3.4 布料仿真过程
• 3.4 选择高效而实用的碰撞检测算法
• 3.4.1 着装人模与衣片间的碰撞检测
• 3.4.2 织物自身间碰撞检测
• 3.5 虚拟穿衣的具体实现步骤
• 第4章 编程演示
• 4.1 程序说明
• 4.1.1 服装试穿建模中用到的库文件和主要变量说明
• 4.1.2 服装试穿建模中用到的关键函数
• 4.1.3 核心数据结构定义
• 4.1.4 用户输入界面中用到的关键类
• 4.2 程序中的试穿模型展示
• 第5章 总结与展望
• 5.1 研究成果
• 5.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢