CN104268927A - 3d服装虚拟自动生成方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种3D服装虚拟自动生成方法，包括步骤：步骤1：建立3D标准人物模特，其中，所述3D标准人物模特采用三角化网格曲面人体模型；步骤2：二维衣片纸样控制，调整衣片参数以使衣片适应于所述3D标准人物模特；步骤3：将衣片缝合成3D服装；步骤4：为3D服装附上贴图并调整材质。本发明还提供了相应的系统。在本发明中，展平的2d衣片呈现规则的三角形的形状，可方便地与传统制版技术整合，且本发明根据衣片对人体的包围度设定衣片的参数，能保证服装的基本松量与合体度。

Description

3D服装虚拟自动生成方法及系统

技术领域

本发明属于3D模型生成技术领域，具体地，涉及3D服装虚拟自动生成方法及系统。

背景技术

利用服装样板，通过裁剪和车缝可以把织物面料制成服装。为了做出合体舒适的服装，人体测量和人体体型分析是必不可少的技术手段。3D到2D技术可使3D物体展平到2D平面上，该技术可以很大程度上实现3D服装到2D服装样板的转化，其主要包括两个研究方向：曲面参数化和物理能量最小化。

一种是曲面参数化，曲面参数化是把曲面从一个空间一对一映射到另一个空间。将3D曲面映射到2D平面中，可称为展平化，3D曲面参数化的关键是尽量减少展平化过程中所造成的失真。在研究中有很多指标被用于衡量这些失真，如角度、均值坐标等。但该方法不适用于服装样板生成，因为通过曲面参数化到展平化所得的结果常常是凸多边形或不规则形状。

另一种是物理能量最小化，展平3D曲面的方法是基于物理能量最小化原理，在这种方法中，曲面通常表示为一种三角网格的几何结构，每个三角网格的顶点和边代表质点和弹簧，因此，展平化过程是释放整个系统的能量直至达到平衡状态的过程。一些研究把质点弹簧模型应用于服装纸样生成，但样板生成结果的准确性取决于初始化参数和物理系统的边界条件，且展平的曲面通常是人体曲面，因此，该方法仅适用于有限的服装类型，如紧身服饰等。

从目前来看，一方面，以往研究还存在一些不足：(1)展平的2D样板呈现不规则的形状，无法方便地与传统制版技术整合；(2)直接将人体曲面展平为服装样板，不能保证服装的基本松量于合体度；(3)样板上的分割线及省道不符合传统服装结构习惯。另一方面，目前服装业三维服装虚拟技术的应用远远落后于电影、动漫、建筑等行业：(1)在技术上模拟柔性的面料，解决非刚性人体与服装间相互作用力决非易事，三维服装虚拟技术还有待完善；(2)服装的网络销售还需要长足的发展，三维服装虚拟技术还不能充分体现与替代传统服装销售方式的优势；(3)三维服装虚拟技术开发的难度大、成本高，推广有一定的困难。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种3D服装虚拟自动生成方法及系统。

根据本发明提供的一种3D服装虚拟自动生成方法，包括如下步骤：

步骤1：建立3D标准人物模特，其中，所述3D标准人物模特采用三角化网格曲面人体模型；

步骤2：二维衣片纸样控制，调整衣片参数以使衣片适应于所述3D标准人物模特；

步骤3：将衣片缝合成3D服装；

步骤4：为3D服装附上贴图并调整材质。

优选地，所述步骤1，包括如下步骤：

步骤1.1：通过分段水平B样条曲线建立参数化人体模型，其中，所述参数化人体模型的水平截面主要由平行的B样条曲线构成；

步骤1.2：根据所述参数化人体模型和服装人体结构线构建框架，并以所述框架为三角化网格的顶点。

优选地，所述步骤2包括如下步骤：

步骤2.1：将各片衣片按照穿着在人体模特上所处的位置依次在二维平面上排列整齐，且各衣片要按布纹方向纵向放置；

步骤2.2：依据衣片对人体的包围度设定衣片的参数，其中，衣片的参数包括弯曲百分率、几何形状；

步骤2.3：选定衣片的面料。

优选地，所述步骤2还包括如下步骤：

按照设计好的衣服做出相对的样衣片，然后沿着样衣片对角线化后曲面上的每一个三角形，将样衣片的整个曲面展平到一个平面上，对展平后的曲面进行排列，得到组成服装的各片衣片。

优选地，所述步骤3包括如下步骤：

步骤3.1：检测衣片需要缝合的边缘；

步骤3.2：将各个衣片分别放置在3D标准人物模特相应的部位；

步骤3.3：对相邻的所述需要缝合的边缘进行缝合得到3D服装。

根据本发明提供的一种3D服装虚拟自动生成系统，包括如下装置：

3D标准人物模特装置：用于建立3D标准人物模特，其中，所述3D标准人物模特采用三角化网格曲面人体模型；

衣片控制装置：用于二维衣片纸样控制，调整衣片参数以使衣片适应于所述3D标准人物模特；

服装缝合装置：用于将衣片缝合成3D服装；

贴图和材质调整装置：用于为3D服装附上贴图并调整材质。

优选地，所述3D标准人物模特装置，包括如下装置：

参数化人体模型建立装置：用于通过分段水平B样条曲线建立参数化人体模型，其中，所述参数化人体模型的水平截面主要由平行的B样条曲线构成；

框架构建装置：用于根据所述参数化人体模型和服装人体结构线构建框架，并以所述框架为三角化网格的顶点。

优选地，所述衣片控制装置包括如下装置：

衣片排放装置：用于将各片衣片按照穿着在人体模特上所处的位置依次在二维平面上排列整齐，且各衣片要按布纹方向纵向放置；

衣片参数设置装置：用于依据衣片对人体的包围度设定衣片的参数，其中，衣片的参数包括弯曲百分率、几何形状；

衣片面料选定装置：用于选定衣片的面料。

优选地，所述衣片控制装置还包括如下装置：

衣片获取装置：用于按照设计好的衣服做出相对的样衣片，然后沿着样衣片对角线化后曲面上的每一个三角形，将样衣片的整个曲面展平到一个平面上，对展平后的曲面进行排列，得到组成服装的各片衣片。

优选地，所述服装缝合装置包括如下装置：

边缘检测装置：用于检测衣片需要缝合的边缘；

衣片放置装置：用于将各个衣片分别放置在3D标准人物模特相应的部位；

边缘缝合装置：用于对相邻的所述需要缝合的边缘进行缝合得到3D服装。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

在本发明中，展平的2d衣片呈现规则的三角形的形状，可方便地与传统制版技术整合，且本发明根据衣片对人体的包围度设定衣片的参数，能保证服装的基本松量与合体度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明所提供方法的流程示意图。

图2为三角化可展曲面的原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明的目的是自动生成三维服装，本发明通过以下技术方案实现：

根据本发明提供的方法至少包含以下步骤：

步骤1：建立标准三维模特；

步骤2：二维衣片纸样控制；

步骤3：缝合；

步骤4：试穿。

下面结合附图对上述步骤进行详细的具体描述。

步骤1：设立三维模特，具体为，利用三维建模软件建立3D标准人物模特。(标准人物模特：是指三角化网格曲面人体模型)通过插值得到分段B样条曲线的人体模型，结合PHBC人体模型和人体结构线构建框架，并以此框架为三角网格顶点。(PHBC人体模型，是指通过分段水平B样条曲线(PHBC)建立的参数化人体模型，其水平截面是由大量平行的B样条曲线构成，可以准确快速的定位人体关键水平截面，并进行相关分析；根据B样条曲线的特性，其对水平截面的操作非常灵活，如缩放、变形、求交等。)服装样板要符合人体特性所以要满足一定的人体结构线和关键点要求。参考人体结构和服装结构定义所需的人体结构线，设计得到样衣片。

步骤2：按照设计好的衣服做出相对的样衣片，沿着对角线化后曲面上的每一个三角形，可以快速的将整个曲面展平到一个平面上，对展平后的曲面进行排列，组成服装原型样板。将各片衣片按照穿着在人体模特上所处的位置依次在二维平面上排列整齐，且各衣片要按布纹方向纵向放置。依据衣片对人体的包围度设定弯曲百分率、几何形状等参数，(用三角化可展曲面如图2，三角化：即一个曲面三角网格的多数边缘具有“局部凸性”，则其可近似为可展面。具体解释：边沿点A1和A2，其邻点分别为A1-1、A1+1以及A2-1、A2+1,如果对角线A1A2是这6个点组成多边形的凸包络线，则边缘A1A2满足局部凸性，相反A1A2为非凸包络线，凸包络线可以作为构成可展曲面的一条对角线。利用该性质，可实现边缘三角化。DBT算法的核心是找出一系列边沿点所构成的对角线，并用这些对角线构成三角网格曲面，又因为这些对角线满足局部凸性，从而可以认为整个网格曲面是可展曲面。)

步骤3：传统衣服是由衣片相互缝合而成，在三维成衣过程中也在衣片上设定缝合线，计算机就可以自动缝合。我们检测衣片需要缝合的边缘，检测出来的缝合线会自动缝合，例如：前片和后片缝合时，前片有一条缝线对应的后片上也有一条缝线。这个过程关系到衣服是否为一个整体模型，否则衣片最终无法成为完整的服装模型。计算机把衣片放置在人体模特的相应部位周围，自动模拟缝合。

步骤4：为衣服附上贴图调整其材质(颜色贴图、高光贴图、法线贴图、)让衣服看起来真实自然，贴图和材质可以模拟面料的纹理以及柔韧性和面料穿着时的质感和肌理效果。面料的花型、图案、颜色能够由设计者随意更换。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种3D服装虚拟自动生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立3D标准人物模特，其中，所述3D标准人物模特采用三角化网格曲面人体模型；

步骤2：二维衣片纸样控制，调整衣片参数以使衣片适应于所述3D标准人物模特；

步骤3：将衣片缝合成3D服装；

步骤4：为3D服装附上贴图并调整材质。

2.根据权利要求1所述的3D服装虚拟自动生成方法，其特征在于，所述步骤1，包括如下步骤：

步骤1.1：通过分段水平B样条曲线建立参数化人体模型，其中，所述参数化人体模型的水平截面主要由平行的B样条曲线构成；

步骤1.2：根据所述参数化人体模型和服装人体结构线构建框架，并以所述框架为三角化网格的顶点。

3.根据权利要求1所述的3D服装虚拟自动生成方法，其特征在于，所述步骤2包括如下步骤：

步骤2.1：将各片衣片按照穿着在人体模特上所处的位置依次在二维平面上排列整齐，且各衣片要按布纹方向纵向放置；

步骤2.2：依据衣片对人体的包围度设定衣片的参数，其中，衣片的参数包括弯曲百分率、几何形状；

步骤2.3：选定衣片的面料。

4.根据权利要求1所述的3D服装虚拟自动生成方法，其特征在于，所述步骤2还包括如下步骤：

按照设计好的衣服做出相对的样衣片，然后沿着样衣片对角线化后曲面上的每一个三角形，将样衣片的整个曲面展平到一个平面上，对展平后的曲面进行排列，得到组成服装的各片衣片。

5.根据权利要求1所述的3D服装虚拟自动生成方法，其特征在于，所述步骤3包括如下步骤：

步骤3.1：检测衣片需要缝合的边缘；

步骤3.2：将各个衣片分别放置在3D标准人物模特相应的部位；

步骤3.3：对相邻的所述需要缝合的边缘进行缝合得到3D服装。

6.一种3D服装虚拟自动生成系统，其特征在于，包括如下装置：

3D标准人物模特装置：用于建立3D标准人物模特，其中，所述3D标准人物模特采用三角化网格曲面人体模型；

衣片控制装置：用于二维衣片纸样控制，调整衣片参数以使衣片适应于所述3D标准人物模特；

服装缝合装置：用于将衣片缝合成3D服装；

贴图和材质调整装置：用于为3D服装附上贴图并调整材质。

7.根据权利要求6所述的3D服装虚拟自动生成系统，其特征在于，所述3D标准人物模特装置，包括如下装置：

参数化人体模型建立装置：用于通过分段水平B样条曲线建立参数化人体模型，其中，所述参数化人体模型的水平截面主要由平行的B样条曲线构成；

框架构建装置：用于根据所述参数化人体模型和服装人体结构线构建框架，并以所述框架为三角化网格的顶点。

8.根据权利要求6所述的3D服装虚拟自动生成系统，其特征在于，所述衣片控制装置包括如下装置：

衣片排放装置：用于将各片衣片按照穿着在人体模特上所处的位置依次在二维平面上排列整齐，且各衣片要按布纹方向纵向放置；

衣片参数设置装置：用于依据衣片对人体的包围度设定衣片的参数，其中，衣片的参数包括弯曲百分率、几何形状；

衣片面料选定装置：用于选定衣片的面料。

9.根据权利要求6所述的3D服装虚拟自动生成系统，其特征在于，所述衣片控制装置还包括如下装置：

衣片获取装置：用于按照设计好的衣服做出相对的样衣片，然后沿着样衣片对角线化后曲面上的每一个三角形，将样衣片的整个曲面展平到一个平面上，对展平后的曲面进行排列，得到组成服装的各片衣片。

10.根据权利要求6所述的3D服装虚拟自动生成系统，其特征在于，所述服装缝合装置包括如下装置：

边缘检测装置：用于检测衣片需要缝合的边缘；

衣片放置装置：用于将各个衣片分别放置在3D标准人物模特相应的部位；

边缘缝合装置：用于对相邻的所述需要缝合的边缘进行缝合得到3D服装。