服装CAD中个性化三维人体建模

针对三维服装仿真中对各种不同体态特征的人体模型的需求,给出了一种个性化三维人体建模方法。首先对一系列具有不同特征尺寸的成年女性的人体扫描数据进行简化处理,建立具有一致拓扑的人体模型;然后根据不同人体的对应数据点及其相应的特征尺寸,生成各个简化数据点随特征尺寸变化的规律。利用此变化特性,对参考人体模型进行变形得到新尺寸下的人体模型。该方法已在所开发的三维虚拟试衣系统实现,并取得了较为理想的试验效果。     

面向服装CAD的多因素驱动人体模型变形技术研究

在以人体模型为基础的3维服装CAD系统中,为了获得设计师所需形体尺寸各异的人体模型,提出了一种多因素驱动人体模型变形的方法.该方法将人体模型的变形驱动因素分为尺寸因素、姿态因素和局部体形因素3类,并相应地提出了尺寸驱动、姿态驱动及局部体形驱动的人体模型变形算法.其中尺寸驱动采用基于截面环的 算法和基于模板插值的算法,通过对人体特征尺寸进行改变来驱动人体变形;姿态驱动是通过关节变形算法来实现特定姿态的变形,并通过建立姿态库,以实现快速姿态匹配;局部体形驱动包括基于特征面尺寸和基于特征面形状的调整,以得到具有局部特征的人体.实例表明,该方法可对已有的人体进行快速变形,以获得用户所需的人体模型,从而满足了服装CAD中对人体模型的多样性需求.     

人体模型自适应变形算法的研究与实现

针对虚拟试衣个性化调节过程中服装尺寸符合人体模型时出现的人体模型表面穿透服装的失真现象,提出一种人体模型自适应变形算法,通过在需要自适应变形的区域加入质点弹簧系统,并在该系统中加入了一类新的弹簧——支撑弹簧,使得模型表面更接近于真实人体的情况,并对实现算法进行了研究和分析,针对存在的不足进行了改进。实验结果表明,该算法运算效率较高、响应时间短,使用后人体模型能够针对服装的形状进行自适应变形,并具有围度不变性,实现了较为理想的试衣效果。     

基于部件分解的三维服装人体建模

提出基于部件分解的三维服装人体建模方法,通过去噪处理和人体特征点识别使三维人体扫描数据分解为若干部件,对各个部件进行曲线拟合插值处理,将其组合成完整人体模型。利用该方法建立的三维服装人体模型库为非接触人体测量和体型分析、三维服装设计与模拟展示等电子化量身定制应用提供了支持。     

由正交图像造型三维个性化虚拟人体模型

基于正、侧、背面4幅正交人体图像,变形模板人体模型后得到带服饰纹理的个性化虚拟人．以截面环为基本几何元素,给出了模板人体模型的生成和变形方法,建立了截面环和三维人体骨架之间的内在关联;自动提取图像上的人体特征点,生成二维图像上的人体骨架;由三维人体骨架和二维图像上人体骨架之间的对应关系,建立截面环和人体图像之间的对应关系;从人体图像上获取截面环的形状参数,通过参数化变形截面环得到个性化的虚拟人体模型．与已有方法相比,该方法建立在基于特征的参数化框架之上,变形更容易控制,消除了三维模型和二维图像之间对应的不确定性,避免了人体变形中的自交现象,效率高、真实感效果较好．     

基于截面环的服装建模技术

在人体模型特征提取的基础上,采用水平切片的方法得到人体截面环,在将服装放松量转化为空隙度后,以空隙度为参数将人体截面环变形为服装截面环,根据角度同步前进法实现基于服装截面环的曲面构建.与已有方法相比,该方法建立在基于特征的参数化截面环之上,建模更加快捷,变形更容易控制.     

基于Unity3D的计算机虚拟试衣测量系统设计与实现

在Unity3D引擎环境下,针对虚拟试衣系统中由建模法生成的人体模型难以实现大量个性化定制的问题,提出了一种使用BlendShape算法调整人体各局部特征尺寸,并通过人体特征轮廓曲线约束调整过程的解决方案。该方案由一个基础人体模型向一组极限模型进行过渡变形得到大量个性化人体。为了实现动态试衣,研究了服装基于弹簧-质点模型的布料仿真与碰撞处理过程,由Verlet积分求解的特殊性,通过一组球形碰撞器实现了不同体型的人体模型试穿相同的服装,其结果相较于静态着装避免了穿透现象并提升了真实感。     

支持人体模型驱动的三维服装参数化设计*

通过驱动人体模型来改变服装模型的方法实现服装三维设计。首先利用基于特征线造型的方法构造人体模型和服装模型,再将服装模型特征框架（garment model feature frame, GMFF）相对人体模型特征框架(body model feature frame, BMFF)进行曲线编码,然后再利用参数化方法驱动BMFF变形后,再对GMFF相对BMFF进行曲线解码,从而得到驱动以后的GMFF。通过曲面插值,利用BMFF和GMFF得到更新以后的人体模型和服装模型。给出的实例表明,利用该方法可以非常快速有     

基于微型传感器驱动的三维实时运动人体模型

建立一种运用于人体运动捕获与再现系统的人体模型,实现人体运动实时控制模型的运动.根据微型传感器人体运动捕获与再现系统的特点,提出一种三维人体模型的层次化结构建模方法和多边形分组皮肤变形方法.该方法以生物动力学为基础,根据人体关节的运动特征进行分层表示,采用传感器数据驱动并控制人体骨架模型的运动以及皮肤模型的变形,实时再现真实人体运动.实验表明,新建模方法适用于传感器数据驱动人体模型的实时运动再现,并能够逼真地体现人体运动的生物力学特征.     

基于草图交互的个性化服装生成方法

以建立和交互修改三维服装草图为设计手段,提出在三维人体模型上生成三维个性化服装的参数化造型方法．服装草图由2种基本几何元素组成：体现人体围度信息的封闭样条曲线和体现人体在高度方向上曲面形状过渡的不封闭样条曲线．将服装草图约束分为2类4种：一类是体现服装宽松程度的人体与服装曲面之间的间隙约束;另一类是服装几何元素本身之间的共点、共面与对称约束．从人体的特征点出发,通过间隙约束生成服装草图的几何元素;在共点、对称和共面约束下,由服装草图几何元素建立拓扑结构为四边网格的服装草图．服装草图的交互修改是草图约束维护的过程,构建侧视图、正视图、断面图3个视图组成草图修改平台,在平台上交互编辑特征曲线．服装曲面则以三维草图为框架,通过对四边网格双线性Coons曲面插值生成．提供的设计方法使服装的造型变得简洁、灵活．     

面向不同体型特征的服装款式迁移方法

大部分成衣的设计以标准比例的人模作为参照,而对于非标准体型的顾客,标码 服装的大小尺寸则很难与之进行有效匹配。基于此,提出了一种面向不同体型特征的服装款 式迁移方法。首先,对于一批不同款式的服装,通过物理模拟的方式穿着到标模及非标模人 体之上,形成标模试穿的服装实例及非标模试穿的服装实例;其次,使用仿射变换表示同款 服装在标模及非标模下服装实例间的变形映射,并借助主成分分析法求解服装变形,在保留 因体型特征导致的服装形变的基础上,剔除由服装款式信息引起的服装形变;最后,将服装 变形用于标模到非标模的服装款式迁移,并使用平均离散曲率衡量迁移前后服装款式的改变 程度。实验结果表明,迁移后的服装携带了标模服装的款式信息,并保留了非标模服装的体 型特征。     

三维服装参数化设计技术

通过拓展传统参数化,在三维服装设计中引入曲线曲面作为参数化的基本元素,提出包括模型构建、模型驱动与模型联动的三维服装参数化设计技术框架及其实现.利用特征信息分层次构建服装模型,得到具有非精确表达的服装几何模型;利用混合维度输入信息,对服装多层次几何模型进行多因素驱动;基于模型层次关联信息,对服装模型进行多层次联动和混合维度联动,并能得到系列化产品.相应的实例表明,文中方法能有效地实现人体、衣片和裁片的参数化设计,从而为三维服装大规模定制提供设计方法与技术支持.     

Customizing 3D garments based on volumetric deformation

Improving the reusability of design results is very important for garment design industry, since designing an elegant garment is usually labor-intensive and time-consuming. In this paper, we present a new approach for customizing 3D garment models. Our approach can transfer garment models initially dressed on a reference human model onto a target human model. To achieve this goal, firstly a spatial mapping between the two human models is established with the shape constraints of cross-sections. Secondly, the space around the clothed reference human model is tetrahedralized into five tetrahedral meshes each of which either can be worked dependently with its adjacent ones or can be worked independently. The clothed reference human model is parametrically encoded in the tetrahedral meshes. Thirdly, these tetrahedral meshes are deformed by fitting the reference human model onto the target human model by using constrained volumetric graph Laplacian deformation. The updated garment models are finally decoded from the deformed tetrahedral meshes. As a result, the updated garment models are fitted onto the target human model. Experiments show that our approach performs very well and has the potential to be used in the garment design industry.     

Automatic alignment for virtual fitting using 3D garment stretching and human body relocation

In recent years, researches on virtual fitting are mostly based on the data of garment pieces through Computer Aided Design. However, three-dimensional garment models are more intuitive, integrated and easy to access and manage. Therefore, we propose and design a method to automatically align virtual humans with three-dimensional garment models. Firstly, we basically align two models through three-dimensional geometric calculation and postural alteration of virtual humans. Then, we detect the penetration phenomena and define the points of the garment model penetrating into the human model as penetration points. Based on the penetration detection, we use Poisson mesh deformation to adjust the penetration points by imitating the adjustment process of dragging clothes. Finally, the results obtained from alignment can be directly used for physical-based simulation. Experimental results show that the method we propose can achieve good effects of alignment, and has good versatility and practicality.     

基于局部约束的服装变形方法研究

针对目前虚拟服装变形方法不能有效地解决局部不同程度变形的问题,提出一种基于局部约束的服装变形方法。首先,根据人体特征参数自定义构建虚拟人服装模型,并在此过程中对质点-弹簧模型和欧拉算法进行了改进;其次,对服装质点施加约束力,在质点原始的位置上添加改进的基函数,并引入约束权重来控制基函数的变化,从而求得质点的正确位置,实现局部不同程度的变形。实验结果表明,该局部约束方法取得了较好的变形效果。     

Reactive 2D/3D garment pattern design modification

This paper presents a new 3D garment simulation result update algorithm for the 2D garment pattern design modification. The proposed algorithm enables the 3D garment fitting simulation result directly to react to the modification in the 2D patterns. The algorithm performs a topological invariant deformation of the 2D pattern mesh after the boundary of the 2D pattern undergoes a topological consistent modification. The length of each of the edges in the mesh defined as the equilibrium state parameter is updated and then directly used in the 3D garment fitting simulation to update the original simulation result. The advantage of the proposed algorithm is that the mesh topology of the 2D garment pattern is preserved and thus simplifies the numerical scheme by maintaining the consistency of the matrix equation. With this approach, the 3D garment fitting simulation does not need to repeat the entire simulation for every modification and can react to the 2D pattern modification efficiently and speedily.     

基于可变形卷积的服装检索方法

传统的服装检索方法使用固定形状的感受野,当服装目标存在几何变形时无法有效地提取其特征。针对这个问题,提出基于可变形卷积和相似性学习的服装检索方法。首先,构建可变形卷积网络,自动学习服装特征的采样位置和服装图像的哈希编码;然后,级联相似性学习网络,度量哈希编码的相似性;最后,根据相似性评分产生检索结果。实验结果表明,该方法能够有效地提取存在几何变形的服装目标的特征,从而减少了图像背景特征的干扰,提高了检索模型的准确率。     

面向服装合体性评价的虚拟人体建模及体型预测

提出了面向服装合体性评价的三维人体建模及预测建模方法。按照人体控制部位的比例对模型主体部分进行平面截取,通过比例缩放的方式实现个性化三维人体建模,最后通过NURBS进行曲面重建。同时,针对服装合体性评价服务的特点,引入体型随年龄变化知识库,根据用户的个性化要求提供顾客未来体型预测。实验结果表明该方法既实现简单,又可得到较满意的视觉效果,可为服装合体性评价等个性化定制服务奠定基础,具有广泛的应用前景。