CN103810607B - 虚拟试衣方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子商务领域，具体而言，涉及虚拟试衣方法。该虚拟试衣方法，包括：预先获取穿在典型人体模型上的衣服模型；获取试衣者的身材参数；根据试衣者的身材参数，将所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型；按照动力平衡方程以及所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型。本发明提供的虚拟试衣方法，在试衣者试穿某件衣服时，只需将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型。这种转换所产生的衣服的变形量远远小于分区模型缝合时衣服的变形量，因而需要的迭代步更少，试衣的效率更高。

Description

虚拟试衣方法

技术领域

本发明涉及电子商务领域，具体而言，涉及虚拟试衣方法。

背景技术

随着互联网络以及电子商务的普及，消费者可以足不出户，为自己在网上选购衣服。然而，平面的衣服展示以及不够精准的衣服尺寸，无法直观的让消费者看到自己穿着后的效果，从而有可能买到不适合自己体型的衣服，影响消费者在网上购买衣服的积极性。

现实衣服的形变、垂落、褶皱等，都是由其所受的各种各样的力产生的。目前大多数虚拟试衣，都是依靠图像合成技术，即当试衣者体型发生变化时，对衣服进行随意的缩放或变形。最近出现了基于动态仿真技术的试衣法。动态仿真，即确定衣服变形时所受的各种力，然后利用计算机求解衣服变形时必须遵守的动力平衡方程，从而精确的展示衣服穿在试衣者身上的形状。现在的基于动态仿真的试衣方法，具体步骤如下：

获取试衣者的人体模型；

获取衣服的分区模型(获取方式很多，不同方式的获取方法不完全一样)；

将衣服的所述分区模型排布在试衣者的人体模型周围，在衣服各个区域之间设置缝合力；根据衣服的各个区域模型所受的缝合力、接触力等各种力，以及纺织品运动所遵守的动力平衡方程，将所述分区模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型。

这种试衣方法，效果虽然真实，但是试衣过程非常消耗计算资源(即CPU耗时)。衣服往往被几千个甚至几万个质点代表，而这些质点之间、质点与人体之间又存在着相互作用力，所以对其求解动力平衡方程需要大量的计算资源。衣服模型从分区模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型，这种转换所产生的分区模型缝合时衣服的变形量很大，因而需要的迭代步很多，试衣的效率较低。如果在PC机上完成则需要等待很长的时间；如果在服务器上完成，则需要昂贵的服务器去满足很多人同时试衣的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供虚拟试衣方法，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供了虚拟试衣方法，包括：预先获取穿在典型人体模型上的衣服模型；

获取试衣者的身材参数；

根据试衣者的身材参数，将所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型；

按照动力平衡方程以及所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型；

所述人体模型或衣服模型，分别包括：一组网格、所述网格的顶点变形至某一时刻的坐标，以及所述网格的顶点的速度；

所述动力平衡方程为：

$\left\{\begin{array}{c}{m}_i{\mathrm{\Δv}}_i-{\Σ}_j(h\frac{\∂f_i^n}{\∂v_j}+h^2\frac{\∂f_i^n}{\∂x_j}){\mathrm{\Δv}}_j={\mathrm{hf}}_i^n+{\Σ}_j{h}^2\frac{\∂f_i^n}{\∂x_j}{v}_j^n\\ x_i^{n+1}=x_i^n+h(v_i^n+{\mathrm{\Δv}}_i)\\ v_i^{n+1}=v_i^n+{\mathrm{\Δv}}_i\end{array}\right.$

其中，在上述方程中，m_i为所述衣服模型的网格的顶点i的质量，h为预先设定的时间增量，为所述衣服模型的网格的顶点i在t_n时刻所受的力，为所述衣服模型的网格的顶点i在t_n时刻的坐标，为所述衣服模型的网格的顶点i在t_n时刻的速度，为所述衣服模型的网格的顶点j在t_n时刻的坐标，为所述衣服模型的网格的顶点j在t_n时刻的速度，j为与所述网格的顶点i相关联的每个网格的顶点。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，所述按照动力平衡方程以及所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型，包括：

设定所述穿在典型人体模型上的衣服模型为t₀时刻的衣服模型；

对于迭代步n＝0,1,2…，进行如下迭代操作：

根据预先设定的时间增量h，得到所述迭代步n结束的时刻t_n+1:t_n+1＝t_n+h；

根据所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，得到t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界；

根据所述t_n时刻的衣服模型、所述t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界、所述动力平衡方程，以及预先获取的布料力学参数，得到t_n+1时刻的衣服模型；

获取衣服模型的网格的顶点在t_n+1时刻的速度；

若所述衣服模型的网格的顶点在t_n+1时刻的速度小于预设的速度时，将t_n+1时刻的衣服模型作为穿在试衣者人体模型上的衣服模型。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，根据所述t_n时刻的衣服模型、t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界、所述动力平衡方程、以及预先获取的布料力学参数，得到t_n+1时刻的衣服模型，包括：

对于所述衣服模型上的每个网格的顶点i，根据所述预先获取的布料力学参数中的密度，得到网格的顶点i的质量m_i；

根据所述布料力学参数、t_n时刻的衣服模型、及所述网格的顶点i的质量m_i，得到所述网格的顶点i所受的力

根据所述网格的顶点i的质量m_i、所述网格的顶点i所受的力所述时间增量h、以及t_n时刻的衣服模型，得到所述网格的顶点i的动力平衡方程；

根据t_n时刻的衣服模型，以及所述t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界，得到所述网格的顶点i的约束方程；

根据衣服模型中所有网格的顶点的动力平衡方程及约束方程，得到t_n+1时刻的衣服模型。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，根据t_n时刻的衣服模型，以及所述t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界，得到所述网格的顶点i的约束方程，包括：

根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点i在t_n时刻的坐标及速度；

根据所述网格的顶点i在t_n时刻的坐标及速度、以及所述t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界，得到所述网格的顶点i在t_n至t_n+1时刻与所述t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界是否相交，如果相交，得到交点坐标Y以及交点在运动边界上的法向r，并设置所述网格的顶点i的约束方程为：

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，根据衣服模型中所有网格的顶点的动力平衡方程及约束方程，得到t_n+1时刻的衣服模型，包括：

根据所述衣服模型上所有网格的顶点的动力平衡方程及约束方程，得到一个以所有网格的顶点i在t_n+1时刻的坐标及速度为未知数的线性方程组；

求解所述线性方程组，得到所有网格的顶点i在t_n+1时刻的坐标及速度

根据所述衣服模型中每个网格的顶点在t_n+1时刻的坐标及速度，得到所述t_n+1时刻的衣服模型。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，所述根据试衣者的身材参数，将所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型，包括：

获取所述试衣者的身材参数：s₁,s₂…s_M；

所述典型人体模型为多个，预先设定每一个所述典型人体模型的身材参数为：

根据所述试衣者的身材参数及每一个所述典型人体模型的身材参数，得到试衣者的身材参数与每一个典型人体模型的身材参数的差异：

根据所述试衣者与每一个典型人体模型的身材参数的差异，得到与试衣者最接近的一个典型人体模型；

在所述与试衣者最接近的一个典型人体模型上，对于任意一个网格的顶点i，根据网格的顶点i在所述典型人体模型中的坐标及预先设定的人体变形向量d_ki，得到网格的顶点i在试衣者人体模型中的坐标x_i：

$x_i={\stackrel{\‾}{x}}_i+{\mathrm{\Σ}}_{k=1,M}(s_k-{\stackrel{\‾}{s}}_k)d_i;$

将每个所述网格的顶点i的坐标从向x_i移动，使所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，根据所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，得到t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界，包括：

对于人体模型上的任意一个网格的顶点i，根据所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，得到网格的顶点i转换前的坐标和转换后的坐标x_i；

根据预先设定的人体转换总历时T、以及所述网格的顶点i转换前的坐标和转换后的坐标x_i，得到t_n时刻网格的顶点i的坐标

以及t_n+1时刻网格的顶点i的坐标

根据所述人体模型上每个网格的顶点i在t_n和t_n+1时刻的坐标，得到t_n和t_n+1时刻的人体模型；

根据所述t_n和t_n+1时刻的人体模型以及预先设置的阻挡物的数据，得到t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，根据所述布料力学参数、t_n时刻的衣服模型、及所述网格的顶点i的质量m_i，得到所述网格的顶点i所受的力包括：

根据所述网格的顶点i的质量m_i及重力加速度g，得到网格的顶点i的自重m_ig；

根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点i在t_n时刻的坐标速度

对于与网格的顶点i相关联的每个网格的顶点j，根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点j在t_n时刻的坐标速度

根据所述布料力学参数中的弹性参数k和阻尼参数η、预先获取的所述网格的顶点i及网格的顶点j在未受力状态下的距离L、所述网格的顶点i及网格的顶点j分别在t_n时刻的坐标以及所述网格的顶点i及网格的顶点j分别在t_n时刻的速度得到网格的顶点i与网格的顶点j之间的内力

$f_{ij}^n=k(\sqrt{x_{ij}^n\·x_{ij}^n}-L)\frac{x_{ij}^n}{\sqrt{x_{ij}^n\·x_{ij}^n}}-\mathrm{\η}(v_i^n-v_j^n);$

其中

根据所述网格的顶点i与每个与其相关联的网格的顶点j之间的内力及所述网格的顶点i的自重m_ig，得到所述网格的顶点i所受的力 $f_i^n={\mathrm{\Σ}}_j{f}_{ij}^n+m_{i}g.$

本发明实施例提供的虚拟试衣方法，由于在试衣者试衣之前，已经生成了穿在典型模特模型上的缝合后的衣服模型，在试衣者试穿某件衣服时，只需将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型。这种转换所产生的衣服的变形量远远小于分区模型缝合时衣服的变形量，因而需要的迭代步更少，试衣的效率更高；而且典型模特的总数越多，转换时所用的典型模特与试衣者模特就越接近，从而衣服的变形量也就越小，试衣的效率也就越高。如图4所示,按照传统的虚拟试衣方法，直接将分区的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型，大约需要20秒，而使用本发明的虚拟试衣方法，将穿在典型人体模型身上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型，大约需要2秒。

附图说明

图1示出了本发明的虚拟试衣方法的一种实施例的流程；

图2示出了一件衣服模型的一种实施例；

图3示出了一个典型人体模型与试衣者人体模型的对比图；

图4示出了从衣服的分区模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型的过程，与从穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型的过程的对比图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

在本发明的实施例中提供了虚拟试衣方法，如图1、图2、图3及图4所示，包括：

S101：预先获取穿在典型人体模型上的衣服模型；

S102：获取试衣者的身材参数；

S103：根据试衣者的身材参数，将典型人体模型转换为试衣者的人体模型；

S104：按照动力平衡方程以及典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型。

本发明实施例提供的虚拟试衣方法，由于在试衣者试衣之前，已经生成了穿在典型模特模型上的缝合后的衣服模型，在试衣者试穿某件衣服时，只需将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型。这种转换所产生的衣服的变形量远远小于分区模型缝合时衣服的变形量，因此更为节省时间，试衣效率更高；而且典型模特的总数越多，转换时所用的典型模特与试衣者模特就越接近，从而衣服的变形量也就越小，试衣的效率也就越高。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，人体模型或衣服模型，分别包括：一组网格、网格的顶点变形至某一时刻的坐标，以及网格的顶点的速度。

也即，人体模型包括：一组网格、该网格的顶点变形至某一时刻的坐标，以及该网格的顶点的速度；衣服模型包括：另一组网格、该网格的顶点变形至某一时刻的坐标，以及该网格的顶点的速度。

通过明确人体模型及衣服模型所包括的具体参数，加快了虚拟试衣方法的计算速度。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，按照动力平衡方程以及典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型，包括：设定穿在典型人体模型上的衣服模型为t₀时刻的衣服模型；对于迭代步n＝0,1,2…，进行如下迭代操作：根据预先设定的时间增量h，得到迭代步n结束的时刻t_n+1:t_n+1＝t_n+h；根据典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，得到t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界；根据t_n时刻的衣服模型、t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界、动力平衡方程，以及预先获取的布料力学参数，得到t_n+1时刻的衣服模型；获取衣服模型的网格的顶点在t_n+1时刻的速度；若衣服模型的网格的顶点在t_n+1时刻的速度小于预设的速度时，将t_n+1时刻的衣服模型作为穿在试衣者人体模型上的衣服模型。

通过明确按照动力平衡方程以及典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型的方法，完成了将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型的转换过程，加速了虚拟试衣方法的实现。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，根据t_n时刻的衣服模型、t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界、动力平衡方程、以及预先获取的布料力学参数，得到t_n+1时刻的衣服模型，包括：对于衣服模型上的每个网格的顶点i，根据预先获取的布料力学参数中的密度，得到网格的顶点i的质量m_i；根据布料力学参数、t_n时刻的衣服模型、及网格的顶点i的质量m_i，得到网格的顶点i所受的力根据网格的顶点i的质量m_i、网格的顶点i所受的力时间增量h、以及t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点i的动力平衡方程；根据t_n时刻的衣服模型，以及t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界，得到网格的顶点i的约束方程；根据衣服模型中所有网格的顶点的动力平衡方程及约束方程，得到t_n+1时刻的衣服模型。

通过明确根据t_n时刻的衣服模型、t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界、动力平衡方程、以及预先获取的布料力学参数，得到t_n+1时刻的衣服模型的方法，根据衣服模型的网格的顶点的受力，确定衣服模型的转换过程，算法明确简单，进一步加速虚拟试衣方法的实现。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，根据网格的顶点i的质量m_i、网格的顶点i所受的力时间增量h、以及t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点i的动力平衡方程，包括：根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点i在t_n时刻的坐标速度对于与网格的顶点i相关联的每个网格的顶点j，根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点j在t_n时刻的坐标速度根据网格的顶点i的质量m_i、预先设定的时间增量h、网格的顶点i所受的力网格的顶点i、j分别在t_n时刻的坐标以及网格的顶点i、j分别在t_n时刻的速度得到网格的顶点i的动力平衡方程：

$\left\{\begin{array}{c}{m}_i{\mathrm{\Δv}}_i-{\Σ}_j(h\frac{\∂f_i^n}{\∂v_j}+h^2\frac{\∂f_i^n}{\∂x_j}){\mathrm{\Δv}}_j={\mathrm{hf}}_i^n+{\Σ}_j{h}^2\frac{\∂f_i^n}{\∂x_j}{v}_j^n\\ x_i^{n+1}=x_i^n+h(v_i^n+{\mathrm{\Δv}}_i)\\ v_i^{n+1}=v_i^n+{\mathrm{\Δv}}_i\end{array}\right..$

上述动力平衡方程是根据一次向后差分的算法得到的，也可以根据二次向后差分、向前差分等其他算法得到。

通过进一步根据网格的顶点i的质量m_i、网格的顶点i所受的力时间增量h、以及t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点i的动力平衡方程，从而按照该动力平衡方程及典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型，这种转换所产生的衣服的变形量远远小于分区模型缝合时衣服的变形量，因此更为节省时间，试衣效率更高。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，根据t_n时刻的衣服模型，以及t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界，得到网格的顶点i的约束方程，包括：根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点i在t_n时刻的坐标及速度；根据网格的顶点i在t_n时刻的坐标及速度、以及t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界，得到网格的顶点i在t_n至t_n+1时刻与t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界是否相交，如果相交，得到交点坐标Y以及交点在运动边界上的法向r，并设置网格的顶点i的约束方程为：

通过引入网格的顶点i的约束方程，可以修正衣服网格的顶点i在t_n至t_n+1时刻与t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界相交时出现的显示不当，从而通过该约束方程以及衣服模型中所有网格的顶点的动力平衡方程，正确的得到t_n+1时刻的衣服模型，快速将穿在典型人体模型上的衣服模型，转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型，由于这种转换所产生的衣服的变形量远远小于分区模型缝合时衣服的变形量，因此更为节省时间，试衣效率更高。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，根据衣服模型中所有网格的顶点的动力平衡方程及约束方程，得到t_n+1时刻的衣服模型，包括：根据衣服模型上所有网格的顶点的动力平衡方程及约束方程，得到一个以所有网格的顶点i在t_n+1时刻的坐标及速度为未知数的线性方程组；求解线性方程组，得到所有网格的顶点i在t_n+1时刻的坐标及速度根据衣服模型中每个网格的顶点在t_n+1时刻的坐标及速度，得到t_n+1时刻的衣服模型。

其中，衣服模型转换为某一时刻时，网格的顶点的变形后的坐标以及速度将发生改变，但网格的结构不发生改变。

通过明确如何根据衣服模型中所有网格的顶点的动力平衡方程及约束方程，得到t_n+1时刻的衣服模型，使用简单的算法理论加速了得到t_n+1时刻的衣服模型，从而可以快速将穿在典型人体模型上的衣服模型，转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型，由于这种转换所产生的衣服的变形量远远小于分区模型缝合时衣服的变形量，因此更为节省时间，试衣效率更高。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，根据试衣者的身材参数，将典型人体模型转换为试衣者的人体模型，包括：获取试衣者的身材参数：s₁,s₂…s_M；典型人体模型为多个，预先设定每一个典型人体模型的身材参数为：根据试衣者的身材参数及每一个典型人体模型的身材参数，得到试衣者的身材参数与每一个典型人体模型的身材参数的差异：根据试衣者与每一个典型人体模型的身材参数的差异，得到与试衣者最接近的一个典型人体模型；在与试衣者最接近的一个典型人体模型上，对于任意一个网格的顶点i，根据网格的顶点i在典型人体模型中的坐标及预先设定的人体变形向量d_ki，得到网格的顶点i在试衣者人体模型中的坐标x_i：将每个网格的顶点i的坐标从向x_i移动，使典型人体模型转换为试衣者的人体模型。

通过明确如何根据试衣者的身材参数，将典型人体模型转换为试衣者的人体模型，使用该方法简便快捷的完成典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，从而提高根据该过程及动力平衡方程，将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型的速度，从而提高虚拟试衣方法的效率。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，根据典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，得到t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界，包括：对于人体模型上的任意一个网格的顶点i，根据典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，得到网格的顶点i转换前的坐标和转换后的坐标x_i；根据预先设定的人体转换总历时T、以及网格的顶点i转换前的坐标和转换后的坐标x_i，得到t_n时刻网格的顶点i的坐标

以及t_n+1时刻网格的顶点i的坐标

根据人体模型上每个网格的顶点i在t_n和t_n+1时刻的坐标，得到t_n和t_n+1时刻的人体模型；根据t_n和t_n+1时刻的人体模型以及预先设置的阻挡物的数据，得到t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界。

其中，阻挡物的数据可以是地面、墙壁、外配的衣物或饰物等的阻挡物的数据，可以将该阻挡物的数据视为衣服模型运动边界的约束条件。T为投射历时，如果设置T＝0.2s，则表示典型人体在0.2s秒的时间内逐渐转换为试衣者人体。

通过利用上述方法根据典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，可以快速得到t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界，从而简便快捷将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型，从而提高虚拟试衣方法的效率。

优选地，在上述的虚拟试衣方法中，根据布料力学参数、t_n时刻的衣服模型、及网格的顶点i的质量m_i，得到网格的顶点i所受的力包括：根据网格的顶点i的质量m_i，及重力加速度g，得到网格的顶点i的自重m_ig；根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点i在t_n时刻的坐标速度对于与网格的顶点i相关联的每个网格的顶点j，根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点j在t_n时刻的坐标速度根据布料力学参数中的弹性参数k和阻尼参数η、预先获取的网格的顶点i及网格的顶点j在未受力状态下的距离L、网格的顶点i及网格的顶点j分别在y_n时刻的坐标以及网格的顶点i及网格的顶点j分别在t_n时刻的速度得到网格的顶点i与网格的顶点j之间的内力

$f_{ij}^n=k(\sqrt{x_{ij}^n\·x_{ij}^n}-L)\frac{x_{ij}^n}{\sqrt{x_{ij}^n\·x_{ij}^n}}-\mathrm{\η}(v_i^n-v_j^n);$

其中

根据网格的顶点i与每个与其相关联的网格的顶点j之间的内力及网格的顶点i的自重m_ig，得到网格的顶点i所受的力

上述网格的顶点所受的力是根据弹簧模型得到的，也可以通过连续力学模型、离散壳模型等得到。

通过以上方法根据布料力学参数、t_n时刻的衣服模型、及网格的顶点i的质量m_i，可以快速得到网格的顶点i所受的力从而快速得到动力平衡方程，加快将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型的速度，从而提高虚拟试衣方法的效率。

本发明的一个具体实施例如下：

S201：预先获取穿在一个或多个典型人体模型上的衣服模型；一个人体模型或衣服模型，由一组网格以及每个网格的顶点变形至某一时刻的坐标、和速度组成。模型转换为某一时刻时，网格的顶点的变形后的坐标以及速度将发生改变，但网格结构以及网格的顶点变形前的坐标不发生改变。

S202：获取试衣者的身材参数。

S203：根据试衣者的身材参数，将典型人体模型转换为试衣者的人体模型：

设定试衣者的身材参数为：s₁,s₂…s_M；

对于每一个典型人体模型，根据其身材参数：得到试衣者的身材参数与每一个典型人体模型的身材参数的差异：

根据每一个典型人体模型与试衣者身材参数的差异，得到与试衣者最接近的一个典型人体模型；

在与试衣者最接近的一个典型人体模型上，对于任意一个网格的顶点i，根据网格的顶点i在典型人体模型中的坐标及预先设定的人体变形向量d_ki，得到网格的顶点i在试衣者人体模型中的坐标x_i：

$x_i={\stackrel{\‾}{x}}_i+{\mathrm{\Σ}}_{k=1,M}(s_k-{\stackrel{\‾}{s}}_k)d_i;$

通过将每个网格的顶点i的坐标从向x_i移动，得到典型人体模型向试衣者人体模型的转换。

S204：根据典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程及动力平衡方程，将穿在典型人体模型上的衣服模型，转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型。包括：

设定典型人体模型上的衣服模型为t₀时刻的衣服模型；对于迭代步n＝0,1,2…,进行如下迭代操作：

(1)根据预先设定的时间增量h,得到迭代步n结束的时刻t_n+1，t_n+1＝t_n+h。

(2)根据典型人体模型向试衣者人体模型的转换过程，得到t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界。包括：

对于人体模型上的任意一个网格的顶点i，根据典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，得到网格的顶点i转换前的坐标和转换后的坐标x_i；根据预先设定的人体转换总历时T、以及网格的顶点i转换前的坐标和转换后的坐标x_i，得到t_n时刻网格的顶点i的坐标

以及t_n+1时刻网格的顶点i的坐标

根据人体模型上每个网格的顶点i在t_n和t_n+1时刻的坐标，得到t_n和t_n+1时刻的人体模型；根据t_n和t_n+1时刻的人体模型以及预先设置的阻挡物的数据，得到t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界。

(3)根据t_n时刻的衣服模型、衣服模型的运动边界、动力平衡方程、以及预先获取的布料力学参数，得到t_n+1时刻的衣服模型；包括：

(3.1)对于衣服模型上的每个网格的顶点i，根据布料的力学参数中的密度，得到网格的顶点i的质量m_i；

(3.2)根据布料力学参数、t_n时刻的衣服模型、及网格的顶点i的质量m_i，得到网格的顶点i所受的力包括：

根据网格的顶点i的质量m_i及重力加速度g，得到网格的顶点i的自重m_ig；

根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点i在t_n时刻的坐标速度对于与网格的顶点i相关联的每个网格的顶点j，根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点j在t_n时刻的坐标速度根据布料力学参数中的弹性参数k和阻尼参数η、预先获取的网格的顶点i及网格的顶点j在未受力状态下的距离L、网格的顶点i及网格的顶点j分别在t_n时刻的坐标以及网格的顶点i及网格的顶点j分别在t_n时刻的速度得到网格的顶点i与网格的顶点j之间的内力

$f_{ij}^n=k(\sqrt{x_{ij}^n\·x_{ij}^n}-L)\frac{x_{ij}^n}{\sqrt{x_{ij}^n\·x_{ij}^n}}-\mathrm{\η}(v_i^n-v_j^n);$

其中

根据网格的顶点i与每个与其相关联的网格的顶点j之间的内力及网格的顶点i的自重m_ig，得到网格的顶点i所受的力

(3.3)根据网格的顶点i所受的力网格的顶点i的质量m_i、时间增量h、以及t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点i的动力平衡方程，包括：

根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点i在t_n时刻的坐标速度对于与网格的顶点i相关联的每个网格的顶点j，根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点j在t_n时刻的坐标速度根据网格的顶点i的质量m_i、预先设定的时间增量h、网格的顶点i所受的力网格的顶点i、j分别在t_n时刻的坐标以及网格的顶点i、j分别在t_n时刻的速度得到网格的顶点i的动力平衡方程：

$\left\{\begin{array}{c}{m}_i{\mathrm{\Δv}}_i-\underset{j}{\Σ}(h\frac{\∂f_i^n}{\∂v_j}+h^2\frac{\∂f_i^n}{\∂x_j}){\mathrm{\Δv}}_j={\mathrm{hf}}_i^n+\underset{j}{\Σ}{h}^2\frac{\∂f_i^n}{\∂x_j}{v}_j^n\\ x_i^{n+1}=x_i^n+h(v_i^n+{\mathrm{\Δv}}_i)\\ v_i^{n+1}=v_i^n+{\mathrm{\Δv}}_i\end{array}\right.$

(3.4)根据t_n时刻的衣服模型及衣服的运动边界，得到点的约束方程，包括：

根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点i在t_n时刻的坐标及速度；根据网格的顶点i在t_n时刻的坐标及速度、以及t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界，得到网格的顶点i在t_n至t_n+1时刻与t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界是否相交，如果相交，得到交点坐标Y以及交点在运动边界上的法向r，并设置网格的顶点i的约束方程为：

(3.5)根据衣服模型中所有网格的顶点的动力平衡方程及约束方程，得到t_n+1时刻的衣服模型，包括：

合并衣服模型上所有网格的顶点的动力平衡方程及约束方程，得到一个以所有网格的顶点i在t_n+1时刻的坐标及速度为未知数的线性方程组；

求解线性方程组，得到所有网格的顶点i在t_n+1时刻的坐标及速度

根据衣服模型中每个网格的顶点在t_n+1时刻的坐标及速度，得到t_n+1时刻的衣服模型。

对n的迭代操作进行至衣服模型趋于静止不动时(也即小于预设的速度时)的衣服模型，即为穿在试衣者人体模型上的衣服模型。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.虚拟试衣方法，其特征在于，包括：预先获取穿在典型人体模型上的衣服模型；

获取试衣者的身材参数；

根据试衣者的身材参数，将所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型；

按照动力平衡方程以及所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型；

所述人体模型或衣服模型，分别包括：一组网格、所述网格的顶点变形至某一时刻的坐标，以及所述网格的顶点的速度；

所述动力平衡方程为：

$\left\{\begin{array}{c}{m}_i{\mathrm{\Δv}}_i-{\mathrm{\Σ}}_j(h\frac{\∂f_i^n}{\∂v_j}+h^2\frac{\∂f_i^n}{\∂x_j}){\mathrm{\Δv}}_j={\mathrm{hf}}_i^n+{\mathrm{\Σ}}_j{h}^2\frac{\∂f_i^n}{\∂x_j}{v}_j^n\\ x_i^{n+1}=x_i^n+h(v_i^n+{\mathrm{\Δv}}_i)\\ v_i^{n+1}=v_i^n+{\mathrm{\Δv}}_i\end{array}\right.$

其中，在上述方程中，m_i为所述衣服模型的网格的顶点i的质量，h为预先设定的时间增量，为所述衣服模型的网格的顶点i在t_n时刻所受的力，为所述衣服模型的网格的顶点i在t_n时刻的坐标，为所述衣服模型的网格的顶点i在t_n时刻的速度，为所述衣服模型的网格的顶点j在t_n时刻的坐标，为所述衣服模型的网格的顶点j在t_n时刻的速度，j为与所述网格的顶点i相关联的每个网格的顶点。

2.根据权利要求1所述的虚拟试衣方法，其特征在于，所述按照动力平衡方程及所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，将穿在典型人体模型上的衣服模型转换为穿在试衣者人体模型上的衣服模型，包括：

设定所述穿在典型人体模型上的衣服模型为t₀时刻的衣服模型；

对于迭代步n＝0,1,2…，进行如下迭代操作：

根据预先设定的时间增量h，得到所述迭代步n结束的时刻t_n+1:t_n+1＝t_n+h；

根据所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，得到t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界；

根据所述t_n时刻的衣服模型、所述t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界、所述动力平衡方程，以及预先获取的布料力学参数，得到t_n+1时刻的衣服模型；

获取衣服模型的网格的顶点在t_n+1时刻的速度；

若所述衣服模型的网格的顶点在t_n+1时刻的速度小于预设的速度时，将t_n+1时刻的衣服模型作为穿在试衣者人体模型上的衣服模型。

3.根据权利要求2所述的虚拟试衣方法，其特征在于，根据所述t_n时刻的衣服模型、t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界、所述动力平衡方程、以及预先获取的布料力学参数，得到t_n+1时刻的衣服模型，包括：

对于所述衣服模型上的每个网格的顶点i，根据所述预先获取的布料力学参数中的密度，得到网格的顶点i的质量m_i；

根据所述布料力学参数、t_n时刻的衣服模型、及所述网格的顶点i的质量m_i，得到所述网格的顶点i所受的力

根据所述网格的顶点i的质量m_i、所述网格的顶点i所受的力所述时间增量h、以及t_n时刻的衣服模型，得到所述网格的顶点i的动力平衡方程；

根据t_n时刻的衣服模型，以及所述t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界，得到所述网格的顶点i的约束方程；

根据衣服模型中所有网格的顶点的动力平衡方程及约束方程，得到t_n+1时刻的衣服模型。

4.根据权利要求3所述的虚拟试衣方法，其特征在于，根据t_n时刻的衣服模型，以及所述t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界，得到所述网格的顶点i的约束方程，包括：

根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点i在t_n时刻的坐标及速度；

根据所述网格的顶点i在t_n时刻的坐标及速度、以及所述t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界，得到所述网格的顶点i在t_n至t_n+1时刻与所述t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界是否相交，如果相交，得到交点坐标Y以及交点在运动边界上的法向r，并设置所述网格的顶点i的约束方程为：

5.根据权利要求3所述的虚拟试衣方法，其特征在于，根据衣服模型中所有网格的顶点的动力平衡方程及约束方程，得到t_n+1时刻的衣服模型，包括：

根据所述衣服模型上所有网格的顶点的动力平衡方程及约束方程，得到一个以所有网格的顶点i在t_n+1时刻的坐标及速度为未知数的线性方程组；

求解所述线性方程组，得到所有网格的顶点i在t_n+1时刻的坐标及速度

根据所述衣服模型中每个网格的顶点在t_n+1时刻的坐标及速度，得到所述t_n+1时刻的衣服模型。

6.根据权利要求1所述的虚拟试衣方法，其特征在于，所述根据试衣者的身材参数，将所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型，包括：

获取所述试衣者的身材参数：s₁,s₂...s_M；

所述典型人体模型为多个，预先设定每一个所述典型人体模型的身材参数为：

根据所述试衣者的身材参数及每一个所述典型人体模型的身材参数，得到试衣者的身材参数与每一个典型人体模型的身材参数的差异：

根据所述试衣者与每一个典型人体模型的身材参数的差异，得到与试衣者最接近的一个典型人体模型；

在所述与试衣者最接近的一个典型人体模型上，对于任意一个网格的顶点i，根据网格的顶点i在所述典型人体模型中的坐标及预先设定的人体变形向量d_ki，得到网格的顶点i在试衣者人体模型中的坐标x_i：

$x_i={\stackrel{\‾}{x}}_i+{\mathrm{\Σ}}_{k=1,M}(s_k-{\stackrel{\‾}{s}}_k)d_{ki};$

将每个所述网格的顶点i的坐标从向x_i移动，使所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型。

7.根据权利要求2所述的虚拟试衣方法，其特征在于，根据所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，得到t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界，包括：

对于人体模型上的任意一个网格的顶点i，根据所述典型人体模型转换为试衣者的人体模型的过程，得到网格的顶点i转换前的坐标和转换后的坐标x_i；

根据预先设定的人体转换总历时T、以及所述网格的顶点i转换前的坐标和转换后的坐标x_i，得到t_n时刻网格的顶点i的坐标

以及t_n+1时刻网格的顶点i的坐标

根据所述人体模型上每个网格的顶点i在t_n和t_n+1时刻的坐标，得到t_n和t_n+1时刻的人体模型；

根据所述t_n和t_n+1时刻的人体模型以及预先设置的阻挡物的数据，得到t_n至t_n+1时刻衣服模型的运动边界。

8.根据权利要求3所述的虚拟试衣方法，其特征在于，根据所述布料力学参数、t_n时刻的衣服模型、及所述网格的顶点i的质量m_i，得到所述网格的顶点i所受的力包括：

根据所述网格的顶点i的质量m_i及重力加速度g，得到网格的顶点i的自重m_ig；

根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点i在t_n时刻的坐标速度

对于与网格的顶点i相关联的每个网格的顶点j，根据t_n时刻的衣服模型，得到网格的顶点j在t_n时刻的坐标速度

根据所述布料力学参数中的弹性参数κ和阻尼参数η、预先获取的所述网格的顶点i及网格的顶点j在未受力状态下的距离L、所述网格的顶点i及网格的顶点j分别在t_n时刻的坐标以及所述网格的顶点i及网格的顶点j分别在t_n时刻的速度得到网格的顶点i与网格的顶点j之间的内力

$f_{ij}^n=\mathrm{\κ}\left(\sqrt{x_{ij}^n\·x_{ij}^n-L}\right)\frac{x_{ij}^n}{\sqrt{x_{ij}^n\·x_{ij}^n}}-\mathrm{\η}(v_i^n-v_j^n);$

其中

根据所述网格的顶点i与每个与其相关联的网格的顶点j之间的内力及所述网格的顶点i的自重m_ig，得到所述网格的顶点i所受的力

$f_i^n={\mathrm{\Σ}}_j{f}_{ij}^n+m_{i}g.$