CN101364308A - 一种基于cad衣片的三维着装展示及编辑的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于CAD衣片的三维着装展示及编辑的方法。该方法以三维人体模型和二维CAD衣片为输入，系统对衣片进行缝合、定位等操作后直接生成通用3D建模软件(如Maya)的脚本文件。这些脚本文件导入通用3D建模软件后即可得到3D服装布料仿真的结果，形成衣片经过缝合并穿在人体上的真实感受。

Description

一种基于CAD衣片的三维着装展示及编辑的方法

技术领域

本发明涉及二维和三维图形数据处理技术领域，尤其涉及到一种基于CAD衣片的三维着装展示及编辑方法。

背景技术

计算机辅助的三维着装展示及编辑技术对于服装设计师来说，是一种具有深刻影响的设计工具与手段。尽管三维服装CAD系统已开始逐步应用，但是由于人体、服装和织物模型非常复杂，现有三维服装CAD系统的技术仍然存在诸如价格高、真实感差、使用不方便等欠缺。因此，如何开发更真实、准确、易于交互的三维着装演示系统具有很高研究和经济价值。

目前有关三维着装演示及编辑系统的相关专利有：一种虚拟环境中设计三维贴体衣片的方法(申请专利号：200310108157.8)已通过国家专利局的审批。其共同特征是：将衣片导入CAD系统进行衣片显示。然而，该三维CAD系统只能处理三维衣片，通过三角化的方法对衣片边界进行处理，未能处理二维衣片信息和未使用MAYA软件进行缝合仿真及显示。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对传统三维服装CAD系统成本高、真实感差、使用不方便等弊病提出一种新的基于CAD衣片的三维着装展示及编辑方法。本发明的目的就是要提供一种方便的允许用户通过导入衣片和人体模型、允许用户方便的编辑衣片和人体的结合方式、动态显示人体模型穿上目前设计的衣服后的逼真效果的方法。

为了实现本发明的目的，该方法采用如下技术方案：一种基于CAD衣片的三维着装展示及编辑的方法，包含如下步骤：

1)导入二维衣片模型和3D人体模型：在导入模型的过程中直接处理二维衣片，并将二维衣片经过缝合的过程之后生成三维衣片。

2)生成衣片穿在人体模型上的三维效果：要生成衣片穿在人体模型上的三维效果，需要首先摆放好虚拟人，然后制作衣服，并为虚拟人试穿衣服，最后可以设置摄像头位置和光照效果，根据摄像头的位置获取人模在特定角度的着装图片。

3)通过人机交互对步骤2)生成的结果进行编辑：在制作衣服的过程中需要有一些人机交互的操作来指导衣片缝合的过程。

4)以通用或者自定义格式导出结果：系统可以通过自动生成脚本实现于通用3D软件的连接，从而解决虚拟服装转化成CAD所用的样板或从样板转到虚拟的服装的问题。当然系统也支持自定义格式的输出。

本发明的有益效果为：

本方法能够大大简化三维衣服展示及编辑过程，提供了良好的人机交互界面方便用户进行操作，同时支持和通用相关软件的协作使得可以利用的资源大大增加。以上这些有益效果为服装设计师等希望在设计过程中能迅速得到仿真结果的人员提供了前所未有的方便快捷的方法。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为基于CAD衣片的三维着装演示系统的系统流程图。

图2为衣服模拟的流程。

图3为节点结构的示意图，在这里仅画了一个人模节点。

图4为本系统于其它通用系统的合作关系。

具体实施方式

参考图1，表示基于本发明的系统框架图。其中在导入模型的过程中二维衣片模型被转化程三维衣片格式，这样可以在后续过程中统一处理。

图2为衣服模拟的流程。包括以下步骤：

1)摆放虚拟人：将虚拟人放置一个合适的位置，将会为计算机减少大量的运算时间。

2)制作衣服：以摆好的虚拟人姿势为向导，画一些曲线来形成面板，这些面板与衣服的裁片相当，然后把这些二维面板所希望的位置缝合起来。

3)为虚拟人穿衣：这一步骤将直观的表现出衣物在虚拟人先前动作下的效果。首先要把虚拟人设置为衣服的冲突对象，并且把布料解算器加到衣服上，然后使用约束和动力场对布料的安排施加影响，再设置不同的属性来创建不同的织物类型，在同一件衣服上可以利用不同的织物来制作诸如袖子，领子等结构。最后可以让计算机解算，完成后不满意可重新调整参数，重新仿真。需要注意的是这一步中需要调整大量的参数来仿真一种面料。在各个软件中这些参数的定义也各不相同。

4)为虚拟人动作模拟衣物运动：有时需要动态的看一件衣服穿着后从事各项动作时的效果，这是我们可以在上一步的基础上演算虚拟人动态时衣服的效果。

5)为衣服赋予材质：为了进一步观察效果可以进行这一步，最终可以达到真实的衣着感觉。通过以上步骤一件虚拟的衣服就可以实现了。

图3为整个模型渲染过程中的节点结构示例，在这里为了方便只画出一个人模节点。从数据结构角度讲，场景是一个有向无环图。场景的交互式绘制就是对该图的各个节点的遍历绘制。通过这样的节点结构就可以方便的支持对衣片操作(如移动、旋转以便把衣片摆放在合适的位置等操作)，或者是对人体模型和衣片一起操作(如放大查看细节，旋转以查看衣片位置是否准确等操作)。打开人体模型或衣片的时候，都把节点的父节点设成形状节点。人模节点和衣片节点的父节点都是形状节点，所以如果对形状节点的操作的话，也就是说人模节点和衣片节点都同时跟着被操作了。也可以对其中的衣片节点进行操作。

图4为本系统与其它通用系统的合作关系。系统可以通过自动生成脚本实现于通用3D软件的连接，从而解决虚拟服装转化成CAD所用的样板或从样板转到虚拟的服装的问题。如：通过生成MEL脚本实现于Maya软件的连接。当然系统也支持自定义格式的输出。下面以生成MEL脚本为例说明：

1)需要一个三维的人体模型，我们不需要直接将三维的人体模型数据写进MEL，因为本系统也是从文件里面读取的OBJ文件，所以只需要一个路径就能让Maya读取同一个OBJ文件，但实际的实现上，还存在缩放的问题，因为本身在Intra3D里就进行了缩放，所以在这方面要计算出缩放因子，正确地在Maya中导入人体模型。

2)需要衣片的数据，主要还是构成衣片的直线，把它们一一地在Maya实现。可以通过一定的转换实现不在同一场景节点里的人模和衣片坐标的统一。

3)需要布料的参数，这些参数表示着不同的机械性能。里面提供了几种面料的参数给用户选择。

Claims (5)

1、一种基于CAD衣片的三维着装展示及编辑的方法，其特征在于：它包含以下步骤：

1)导入二维衣片模型和3D人体模型；

2)生成衣片穿在人体模型上的三维效果；

3)通过人机交互对步骤2)生成的结果进行编辑；

4)以通用或者自定义格式导出结果。

2、根据权利要求1所述的一种基于CAD衣片的三维着装展示及编辑的方法，其特征在于：能够在系统中直接处理二维衣片，并将二维衣片经过缝合的过程之后生成三维衣片。

3、根据权利要求1所述的一种基于CAD衣片的三维着装展示及编辑的方法，其特征在于：要生成衣片穿在人体模型上的三维效果，需要首先摆放好虚拟人，然后制作衣服，并为虚拟人试穿衣服，最后可以设置摄像头位置和光照效果，根据摄像头的位置获取人模在特定角度的着装图片。

4、根据权利要求1所述的一种基于CAD衣片的三维着装展示及编辑的方法，其特征在于：在制作衣服的过程中需要有一些人机交互的操作来指导衣片缝合的过程。

5、根据权利要求1所述的一种基于CAD衣片的三维着装展示及编辑的方法，其特征在于：系统可以通过自动生成脚本实现与MAYA三维图形软件的连接，从而解决虚拟服装转化成CAD所用的样板或从样板转到虚拟服装的问题。

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