CN104200367A - 一种三维仿真试衣方法 - Google Patents

Abstract

一种三维仿真试衣方法，包括以下步骤：步骤一、建立三维仿真试衣标准数据库；步骤二、试衣处理；本发明能够把高清摄像机拍摄到的人体视频进行原服装和人体进行分离，构建人体的三维动态行为模型和三维服装模型，能够真实的反应人体和服装效果，使得试衣效果更加贴近现实。

Description

一种三维仿真试衣方法

技术领域

本发明涉及一种模拟试衣方法，尤其是涉及一种三维仿真试衣方法。 

背景技术

电子商务的狂潮已经席卷全球，服装的选购更是占到网络购物的很大比重。目前，基于网络平台的网上服装店所提供的服务非常有限，比如提供服装的二维或三维图像、服装部件的简单组合、服装花色纹理的变换等，这些低劣的技术使得顾客往往买不到合身的衣服，造成服装网络销售退货率高的局面，严重影响到人们对网络购物的信任。 

三维服装CAD系统能够使顾客在购买服装之前就能够看到以自身为主题的虚拟着装效果，逼真模拟出有款式、质感、花色的服装；同时，也能让服装设计师在制作服装之前就可以看到不同材质、不同密度、不同厚度、不同身材模特的着装效果。因此，如何利用计算机图形学、虚拟现实等领域的最新科研成果，对服装进行动态仿真成为目前研究和应用的热点。 

OpenGL是 Open Graphics Library的缩写，是一套三维图形处理库，也是该领域的行业标准。计算机三维图形是指将数据描述的三维空间通过计算转化成二维图像并显示或打印出来的技术。OpenGL就是支持这种转换的程序库，它源于SGI公司为其图形工作站开发的IRISGL,在跨平台移植过程中发展为OpenGL。 

OpenGL被设计成独立于硬件、独立于视窗系统，可以在各种操作系统的计算机上都可以用的，并能在网络环境下以C/S模式工作，是专业图形处理、科学计算等高端应用领域的标准图形库。 

发明内容

本发明的目的是为解决网上购买服装时候不能及时试衣，无法知道是否合身经常遇到购买失误的问题，提供三维仿真试衣方法，本发明可以根据不同的人，不同的衣服信息进行模拟试衣，可以避免购买失误造成的损失。 

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是： 

一种三维仿真试衣方法，包括以下步骤：

步骤一、建立三维仿真试衣标准数据库；

①、收集不同款式不同型号的服装，然后将各款式各型号的服装拍照并将数字图像输入到计算机中；

②、通过计算机对各标准款式型号的图像进行处理和分析，并提取出服装的臂长、袖长、领口的花样、长度等信息的特征参数；

③、将提取的不同款式不同型号的服装的特征参数存储到建立的三维服装数据库中相应的数据表中，构成一个完整的三维服装数据库；

④、通过计算机的外接键盘输入不同款式服装的面料、密度、是否可以水洗、耐酸度、防护服类型等信息的特征参数，并收集不同款式不同型号的服装对应的不同材质的图像，经过计算机对不同材质对应的各个款式的图像进行处理，并将处理得到的数据存储到建立的材质数据库中相应的数据表中，构成一个完整的材质数据库；

步骤二、试衣处理；

①、采集待试衣人体动态视频，并将视频输入计算机中，通过计算机中的三维人体建模模块，建立人体模型并将数据存储于人体模型数据库对应的数据表中；

②、采集待试服装图片信息并输入到计算机中；

③、通过计算机对服装图片进行预处理，并进一步提取服装特征参数；

④、将计算机中提取到的服装特征参数连接到三维服装数据库之中，依次与三服装数据库中的参数对比，提取对应的服装参数，并将服装参数对应的数据参数输出存储到建立的试衣系统相应的数据表中；

⑤、通过计算机外接设备输入时装材质参数，并与数据库中的数据进行对比，提取对应材质参数的所有数据存储与试衣系统相应的数据表中，并与数据表中的存储的三维服装特征参数进行对比筛选，将筛选出来的对应材质的特征参数存储于数据表中；

⑥、将人体模型数据库连接到试衣系统上，并将人体模型数据库中的的数据参数输出存储到建立的试衣系统相应的数据表中；

⑦、通过计算机调取试衣系统相应数据表中的人体特征参数与筛选后的服装材质特征参数，并通过对服装特征参数和人体特征参数分别构建 AABB 二叉树并通过遍历和判交的算法，将服装特征参数和人体特征参数进行匹配；

⑧、将匹配后的特征参数输入视频软件中，输出动态试衣视频并存储与计算机中，并通过显示器显示播放。

在人体与服装的仿真过程中，为了达到更加真实的效果，需要建立人体与服装的碰撞检测机制，以便产生真实试衣环境下的如飘逸、褶皱、笔挺等效果。该发明是通过建立人体和服装的层次包围盒，然后结合人体行走模式，来判断人体层次包围盒二叉树和服装层次包围盒二叉树是否能够存在碰撞，以及碰撞的深度（力度）来进行仿真的。 

判断服装与人体（或者周围物体）否有碰撞就归结为对两棵二叉树进行遍历和判交的算法。算法如下： 

为服装和人体分别构建 AABB 二叉树树（树 1 和树 2）；

Collision_Detection（树 1，树 2）；

void Collision_Detection (CboundingBox *Tree1Node, CBoundingBox

*Tree2Node)

{

树 2 的根结点按层次遍历树 1；

/*其中如果树 2 的根结点与树 1 某结点包围盒无重叠，则判定与其子结点的包围盒无重叠，不访问这些子结点；如果发现与树 1 的某个层次的包围盒都不相交或遍历完树 1 的叶子结点，则退出遍历。*/

if（发现与树 1 的某个层次的包围盒都不相交）

{

没有碰撞，停止向下遍历；

}

else

{

while ( i=0; i<树 1 中发生碰撞的叶子结点数; i++)

{

用第 i 个结点按层次遍历树 2;

/*其中如果此结点与树 2 某结点包围盒无重叠，则判定与其子结点的包围盒无重叠，不访问这些子结点；如果发现与树 2 的某个层次的包围盒都不相交或遍历完树 2 的叶子结点，则退出遍历。*/

if（发现与树 2 某个层次的包围盒都不相交）

{

continue;

}

else

{

对检测出有重叠的树2的叶子结点与树1的第i个叶子结点进行基本几何元素的碰撞检测。如有碰撞，则进行碰撞响应调整；

}

}

}

}。

自顶向下是从服装的整体结构出发，利用整块服装的性质递归地分割服装，生成下级的包围盒来构成层次包围盒树的结点，直至到达叶结点。而自底向上方法是先将构成服装的几何元（三角形）作为叶结点，然后利用其局部性质，构造相应的包围盒，然后将它们递归地组合起来，生成高一级的包围盒结点，直至生成一个逼近整个服装结构的包围盒作为层次包围盒的根结点。 

在该发明开发中，采用了先自顶向下来构造层次包围盒二叉树的结构，然后从叶子结点开始自底向上递归计算叶子结点及其父结点的包围盒数据。 

本发明的有益效果是：1、该系统能够把高清摄像机拍摄到的人体视频进行原服装和人体进行分离，构建人体的三维动态行为模型和三维服装模型，能够真实的反应人体和服装效果，使得试衣效果更加贴近现实。 

2、 该系统能够把高清摄像机拍摄到的人体视频场景进行三维模拟，比如人体模特是在有风力情况下的试衣效果时，可以把该场景下的风力模型构建出来，以便在试衣效果演示时，体现风力作用下的试衣效果。 

    3、该系统能够把三维人体模型和三维服装模型构建层次包围盒二叉树；可以根据人体生理结构和服装构件和缝制的原理，构建粒度适中的层次包围盒二叉树，粒度过大，仿真效果较差；粒度过小，计算量过大，仿真效果连续性不强。 

   4、该系统能够通过自顶向下的方式，对人体层次包围盒二叉树和服装层次包围盒二叉树进行判交判断，如果存在交集，就表明有碰撞，就要产生一定的形变；如果不存在交集，就表明人体和服装没有碰撞。 

具体实施方式

具体实施方式如下： 

一种三维仿真试衣方法，包括以下步骤：

步骤一、建立三维仿真试衣标准数据库；

①、收集不同款式不同型号的服装，然后将各款式各型号的服装拍照并将数字图像输入到计算机中；

②、通过计算机对各标准款式型号的图像进行处理和分析，并提取出服装的臂长、袖长、领口的花样、长度等信息的特征参数；

③、将提取的不同款式不同型号的服装的特征参数存储到建立的三维服装数据库中相应的数据表中，构成一个完整的三维服装数据库；

④、通过计算机的外接键盘输入不同款式服装的面料、密度、是否可以水洗、耐酸度、防护服类型等信息的特征参数，并收集不同款式不同型号的服装对应的不同材质的图像，经过计算机对不同材质对应的各个款式的图像进行处理，并将处理得到的数据存储到建立的材质数据库中相应的数据表中，构成一个完整的材质数据库；

步骤二、试衣处理；

①、采集待试衣人体动态视频，并将视频输入计算机中，通过计算机中的三维人体建模模块，建立人体模型并将数据存储于人体模型数据库对应的数据表中；

②、采集待试服装图片信息并输入到计算机中；

③、通过计算机对服装图片进行预处理，并进一步提取服装特征参数；

④、将计算机中提取到的服装特征参数连接到三维服装数据库之中，依次与三服装数据库中的参数对比，提取对应的服装参数，并将服装参数对应的数据参数输出存储到建立的试衣系统相应的数据表中；

⑤、通过计算机外接设备输入时装材质参数，并与数据库中的数据进行对比，提取对应材质参数的所有数据存储与试衣系统相应的数据表中，并与数据表中的存储的三维服装特征参数进行对比筛选，将筛选出来的对应材质的特征参数存储于数据表中；

⑥、将人体模型数据库连接到试衣系统上，并将人体模型数据库中的的数据参数输出存储到建立的试衣系统相应的数据表中；

⑦、通过计算机调取试衣系统相应数据表中的人体特征参数与筛选后的服装材质特征参数，并通过对服装特征参数和人体特征参数分别构建 AABB 二叉树并通过遍历和判交的算法，将服装特征参数和人体特征参数进行匹配；

⑧、将匹配后的特征参数输入视频软件中，输出动态试衣视频并存储与计算机中，并通过显示器显示播放。

在人体与服装的仿真过程中，为了达到更加真实的效果，需要建立人体与服装的碰撞检测机制，以便产生真实试衣环境下的如飘逸、褶皱、笔挺等效果。该发明是通过建立人体和服装的层次包围盒，然后结合人体行走模式，来判断人体层次包围盒二叉树和服装层次包围盒二叉树是否能够存在碰撞，以及碰撞的深度（力度）来进行仿真的。 

判断服装与人体（或者周围物体）否有碰撞就归结为对两棵二叉树进行遍历和判交的算法。算法如下： 

为服装和人体分别构建 AABB 二叉树树（树 1 和树 2）；

Collision_Detection（树 1，树 2）；

void Collision_Detection (CboundingBox *Tree1Node, CBoundingBox

*Tree2Node)

{

树 2 的根结点按层次遍历树 1；

/*其中如果树 2 的根结点与树 1 某结点包围盒无重叠，则判定与其子结点的包围盒无重叠，不访问这些子结点；如果发现与树 1 的某个层次的包围盒都不相交或遍历完树 1 的叶子结点，则退出遍历。*/

if（发现与树 1 的某个层次的包围盒都不相交）

{

没有碰撞，停止向下遍历；

}

else

{

while ( i=0; i<树 1 中发生碰撞的叶子结点数; i++)

{

用第 i 个结点按层次遍历树 2;

/*其中如果此结点与树 2 某结点包围盒无重叠，则判定与其子结点的包围盒无重叠，不访问这些子结点；如果发现与树 2 的某个层次的包围盒都不相交或遍历完树 2 的叶子结点，则退出遍历。*/

if（发现与树 2 某个层次的包围盒都不相交）

{

continue;

}

else

{

对检测出有重叠的树2的叶子结点与树1的第i个叶子结点进行基本几何元素的碰撞检测。如有碰撞，则进行碰撞响应调整；

}

}

}

}。

自顶向下是从服装的整体结构出发，利用整块服装的性质递归地分割服装，生成下级的包围盒来构成层次包围盒树的结点，直至到达叶结点。而自底向上方法是先将构成服装的几何元（三角形）作为叶结点，然后利用其局部性质，构造相应的包围盒，然后将它们递归地组合起来，生成高一级的包围盒结点，直至生成一个逼近整个服装结构的包围盒作为层次包围盒的根结点。 

在该发明开发中，采用了先自顶向下来构造层次包围盒二叉树的结构，然后从叶子结点开始自底向上递归计算叶子结点及其父结点的包围盒数据。 

本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。 

Claims (1)

1.一种三维仿真试衣方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、建立三维仿真试衣标准数据库；

①、收集不同款式不同型号的服装，然后将各款式各型号的服装拍照并将数字图像输入到计算机中；

②、通过计算机对各标准款式型号的图像进行处理和分析，并提取出服装的臂长、袖长、领口的花样、长度等信息的特征参数；

③、将提取的不同款式不同型号的服装的特征参数存储到建立的三维服装数据库中相应的数据表中，构成一个完整的三维服装数据库；

④、通过计算机的外接键盘输入不同款式服装的面料、密度、是否可以水洗、耐酸度、防护服类型等信息的特征参数，并收集不同款式不同型号的服装对应的不同材质的图像，经过计算机对不同材质对应的各个款式的图像进行处理，并将处理得到的数据存储到建立的材质数据库中相应的数据表中，构成一个完整的材质数据库；

步骤二、试衣处理；

①、采集待试衣人体动态视频，并将视频输入计算机中，通过计算机中的三维人体建模模块，建立人体模型并将数据存储于人体模型数据库对应的数据表中；

②、采集待试服装图片信息并输入到计算机中；

③、通过计算机对服装图片进行预处理，并进一步提取服装特征参数；

④、将计算机中提取到的服装特征参数连接到三维服装数据库之中，依次与三服装数据库中的参数对比，提取对应的服装参数，并将服装参数对应的数据参数输出存储到建立的试衣系统相应的数据表中；

⑤、通过计算机外接设备输入时装材质参数，并与数据库中的数据进行对比，提取对应材质参数的所有数据存储与试衣系统相应的数据表中，并与数据表中的存储的三维服装特征参数进行对比筛选，将筛选出来的对应材质的特征参数存储于数据表中；

⑥、将人体模型数据库连接到试衣系统上，并将人体模型数据库中的的数据参数输出存储到建立的试衣系统相应的数据表中；

⑦、通过计算机调取试衣系统相应数据表中的人体特征参数与筛选后的服装材质特征参数，并通过对服装特征参数和人体特征参数分别构建 AABB 二叉树并通过遍历和判交的算法，将服装特征参数和人体特征参数进行匹配；

⑧、将匹配后的特征参数输入视频软件中，输出动态试衣视频并存储与计算机中，并通过显示器显示播放。