CN105913496B - 一种将真实服饰快速转换为三维虚拟服饰的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将真实服饰快速转换为三维虚拟服饰的方法和系统，包括创建三维虚拟服饰数字模型，并对三维虚拟服饰数字模型进行UVW信息渲染图，并将UVW信息渲染图与对应的三维虚拟服饰数字模型之间建立一一映射关系，并建立与之对应的服饰信息数据库，在需要对真实服饰进行三维转换时，在服饰信息数据库中调取与真实服饰类型相同的三维虚拟服饰数字模，将UVW信息渲染图的外轮廓线发送给真实服饰照片采集设备，采集与UVW信息渲染图的外轮廓线相一致的真实服饰照片并获取纹理贴图，根据UVW信息将纹理贴图赋在与真实服饰三维虚拟服饰数字模型生成三维虚拟服饰。本系统和方法操作过程简便快捷，生成的三维虚拟服饰真实感强，能够快速大量的投入到商业运营中。

Description

一种将真实服饰快速转换为三维虚拟服饰的方法及系统

技术领域

本发明涉及的是计算机系统与图像处理处理技术，具体涉及一种通过拍照快速生成三维虚拟服饰的方法。

技术背景

网络和计算机的发展给人类带来的绝不仅仅是生活方式上的改变，电子商务以及虚拟现实逐渐成为社会经济和社会生活中密不可分的一部分。网络购物改变了传统行业的销售模式，在服装行业领域，随着网上购衣成为一种趋势，三维虚拟服饰应运而生。由于网络服装销售对三维虚拟服饰生成技术的刺激，越来越多的资源投入到这项技术的研究中，但目前国内外对照片生成三维虚拟服饰的技术还不够成熟。随着计算机图形学、网络、多媒体、虚拟现实技术的快速发展，计算机三维仿真技术有了长足的进步。三维服饰建模是一个重要的研究方向，三维服饰模型大量应用于服装销售，虚拟现实，游戏等各个领域。现在大多数服饰三维建模系统采用2D贴图技术，这种方法依赖于纹理贴图来表现服饰的细节特征，而这些纹理贴图都需要人工分结构绘制处理。计算机人体表面贴图的生成方法，现有的贴图方法按照模型的位置直接贴付，这会造成贴图与模型的位置无法一一对应匹配等问题。总结现有三维服饰生成技术，主要方法如下：

(1)利用2D贴图，简单的把服饰贴图覆盖到模特的照片上；

(2)在模特的虚拟模型上绘制完成衣服的纹理；

(3)基于激光扫描的三维数据获取方法；

但是，上述方法各自都存在这一定的缺陷，方法(1)和(2)实现原理简单，基本上毫无真实感可言。方法(3)虽建模精确，但建模过程复杂，技术难度大，成本高不适用于服装行业的实际需求。

现有的网络试衣系统也会涉及虚拟服饰的生成，但都是通过专门的服饰设计软件形成的，建模过程复杂，耗费时间长，不能满足服装行业快速、便捷、高效、批量生成虚拟服饰的市场要求。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种将真实服饰快速转换为三维虚拟服饰的方法及系统，用户可以通过一个基于手机或者电脑的操作平台服务器，自由选择服饰照片，快速生成三维虚拟服饰模型。并通过旋转操作展示各个角度下具有真实纹理感的三维虚拟服饰的效果。

本发明所涉及的一种将真实服饰快速转换为三维虚拟服饰的方法，主要步骤如下：

步骤S1：创建三维虚拟服饰数字模型，并对三维虚拟服饰数字模型进行UV展开，将贴图坐标UVW信息投射到展开图上，获取UVW信息渲染图，并在UVW信息渲染图与对应的三维虚拟服饰数字模型之间建立一一映射关系。

步骤S2：对不同类别的服饰多次重复步骤S1操作，得到不同类型三维虚拟服饰数字模型以及对应的UVW信息渲染图，并分别建立映射关系，将不同类型的三维虚拟服饰数字模型及其UVW信息渲染图，保存在服饰信息数据库中。

步骤S3：在数据库中调取与真实服饰类型相同的三维虚拟服饰数字模，将UVW信息渲染图的外轮廓线发送给真实服饰照片采集设备，采集与UVW信息渲染图的外轮廓线相一致的真实服饰照片，根据真实服饰照片获取纹理贴图。主要包括以下几个步骤。

步骤S4：根据UVW信息将纹理贴图赋在与真实服饰相对应的三维虚拟服饰数字模型上，生成与真实服饰相对应的三维虚拟服饰。

作为优选方案，步骤S1主要包括以下几个步骤：

步骤S11：选择目标服饰的三维数字模型的侧面线条，并形成线条闭环，使之成为模型正面和背面的分界线。

步骤S12：以分界线为界将三维数字服饰模型的UVW拆分为正面和背面两块。

步骤S13：调整相机工具正对三维数字服饰模型的正面，并以正交视图渲染一张模型线框图，渲染尺寸为2ⁿ的正方形尺寸。

步骤S14：将模型线框图导入三维制作软件的UV调整界面，获取目标服饰三维数字模型正面所对应的UVW坐标点集合，参照模型线框图，将此集合中的UVW坐标点依次调整至与模型线框图完全一致。

步骤S15：对上述过程中覆盖有UVW坐标点的模型线框图进行UVW信息渲染，形成完整的UVW信息渲染图。

步骤S16：对S12中拆分得到的三维服饰数字模型的背面重复执行S13和S14。

步骤S17：将调整后的正面和背面的UVW坐标点，进行统一缩放，并最大化排列在一个UV区间内。

作为优选方案，步骤S2包括以下几个步骤：

步骤S21：获取服饰的三维数字模型，获取与三维数字模型对应的UVW信息渲染图。

步骤S22：建立三维数字模型与其UVW信息渲染图之间的映射关系。

步骤S23：将三维数字模型与UVW信息渲染图以及两者之间的映射关系写入数据库，建立服饰信息数据库。

作为优选方案，真实服饰照片采集设备为带有照相功能的移动终端，所述的纹理贴图按以下步骤获取；

步骤S31：在操作台服务器上调取目标服饰在服饰信息数据库中的三维数字模型和UVW信息渲染图，调整UVW信息渲染图的大小，使其外轮廓线与照相设备的显示器相适应，并且记录调整过程中的位移参数和缩放比参数。

步骤S32：将调整好的UVW信息渲染图的外轮廓线呈现给拍照设备，将三维数字模型呈现给操作台服务器。

步骤S33：调整目标服饰的姿态，使其与拍照设备屏幕上的轮廓线相互吻合，对目标服饰进行拍照，并且根据外轮廓线对照片进行自动截取。

步骤S34：对目标服饰的背面重复执行S31、S32和S33。

步骤S34：根据调整过程中的位移参数和缩放比参数对截取的照片进行还原拼接，形成目标服饰的纹理贴图。

本发明还提供一种将真实服饰快速转换为三维虚拟服饰的系统，主要包括：

服饰信息数据库存储模块：用于存储三维虚拟服饰数字模型及附带信息，所述的附带信息包含有UVW信息渲染图信息，以及UVW信息渲染图信息与三维虚拟服饰数字模型之间的映射关系信息。

纹理贴图获取模块：用于获取真实服饰照片的纹理贴图。

三维虚拟服饰生成模块：用于将真实服饰照片的纹理贴图赋在与真实服饰相对应的三维虚拟服饰数字模型上，生成与真实服饰相对应的三维虚拟服饰。

作为优选方案，所述的纹理贴图获取模块包括：

真实服饰照片采集设备：用于导入UVW信息渲染图外轮廓线并采集真实服饰照片；

真实服饰照片采集与修饰单元：用于根据UVW信息渲染图外轮廓线对真实服饰照片进行自动截取，并根据UVW信息渲染图外轮廓线对自动截取的照片进行填充和/或裁减。

纹理贴图生成单元：用于根据UVW信息渲染图信息，生成与三维虚拟服饰数字模型相对应用的纹理贴图。

作为优选方案，所述的真实服饰照片采集设备为带有照相功能的移动终端。

本发明的有益效果在于：

1、在本发明系统中的纹理贴图获取模块中，包含有真实服饰照片采集设备，可以很方便快捷的实现按照三维虚拟服饰数字模型轮廓线的样子对真实服饰进行拍照，同时纹理贴图获取模块中的真实服饰照片采集和纹理修饰单元能够对拍取的真实服饰照片进行自动的截取，裁剪落在轮廓线外边的部分，填充与轮廓线不相符合的部分，从而获得与三维虚拟服饰数字模型完全吻合的纹理贴图。

2、与传统的做法相比，本发明能够满足实际的服饰业需要，使得整个模型更加的逼真，服饰模型的贴合缝接更加的平滑紧凑；在三维虚拟服饰数字模型的生成过程中，包含了两次渲染，第一次是正交视图渲染，获取模型线框图，得到了模型的基本轮廓，第二次是UVW信息渲染，保留了模型的三维效果，从而使得按照服饰照片获取的纹理贴图能够最大程度的还原模型的三维效果。相比于单纯的2D贴图或者在虚拟的模特模型上绘制完成衣服的纹理而言，得到的三维虚拟服饰更加的具有真实感。

3、本方法和系统能够快速实现优质虚拟服饰的生成，同时所需设备简单易购，能够满足服饰销售行业的客户消费能力，本系统和方法操作过程也简便快捷，能够快速大量的投入到商业运营中。

附图说明

图1是本发明的整体流程图

图2是建立三维虚拟服饰数字模型的效果图

图3是对三维虚拟服饰数字模型进行UV展开的流程图

图4是获取目标服饰纹理贴图的流程图

图5是本发明服饰信息数据库的数据结构

图6是本发明的系统构成图

具体实施例

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明进行详细描述。

所述仅为本发明的一个实施例而已，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。

一种将真实服饰快速转换为三维虚拟服饰的方法，如图1所示，主要步骤包括：

构建三维虚拟服饰数字模型M_服i(其中，i代表各种不同类别的服饰编号，比如i＝1为女式衬衣，i＝2为女式T恤、1＝3为女式外套、i＝4为裙装、i＝5为男式风衣等等)，将M_服i集合中的所有元素写入创建的服饰信息数据库M_服库备用。

调取目标服饰的三维虚拟服饰数字模型M_服3，如图2所示，假设所述数据库M_服库中规定第3类服饰为女式外套，则调取的目标模型M_服3就是一件女式外套的三维虚拟服饰数字模型。

如图3所示，对目标服饰三维数字服饰模型M_服3进行UV展开，该过程主要包括：

选择目标服饰的三维数字模型M_服3的侧面线条，并形成线条闭环，使之成为模型M_服3正面和背面的分界线，以分界线为界将三维数字模型M_服3的UVW拆分为正面M_服3正和背面M_服3背两块。

调整相机正对三维数字模型M_服3的正面M_服3正，并以正交视图渲染一张正面的模型线框图M_服3框正，渲染尺寸为2ⁿ的正方形尺寸，例如512X512、1024X1024，线框应尽量充满整个图片区域；对M_服3背执行同样的操作，形成M_服3框背。

将模型线框图M_服3框正和M_服3框背分别导入三维制作软件UV调整界面。

先对服饰模型的正面进行操作：获取目标服饰三维数字模型M_服3正面M_服3正所对应的UVW坐标点集合，参照模型线框图，将此集合中的UVW坐标点依次调整至与模型线框图完全一致。

然后用M_服3正的UVW坐标点信息渲染正面模型线框图M_服3框正，形成一张正面的UVW信息渲染图P_uv正3，对拆分得到的三维服饰数字模型M_服3的背面M_服3背重复执行相同的操作，形成一张背面的UVW信息渲染图P_uv背3。

将调整后的正面和背面的UVW坐标点，进行统一缩放，并最大化排列在一个UV区间内，UVW信息在区间内的覆盖面越大，最终纹理贴图的效果就会越好。

对上述过程中覆盖有UVW坐标点的模型线框图进行UVW信息渲染，并形成完整的UVW信息渲染图P_uv正3和P_uv背3，并将P_uv正3、P_uv背3的信息和M_服3之间建立一一映射关系，如图5所示数据结构中的f(11)、f(12)等函数关系，写入服饰信息数据库M_服库。

如图4所示，获取目标服饰的纹理贴图P_服3，该过程主要包括：

从服饰信息数据库中导入已经获取的UVW信息渲染图P_uv正3和P_uv背3，显示其轮廓线，启动纹理贴图获取模块中的真实服饰照片采集设备的轮廓线导入程序，将P_uv正3、P_uv背3的轮廓线分别显示在照相设备的屏幕上。

先对导入的服饰模型正面UVW信息渲染导出图P_uv正3进行缩放，至P_uv正3轮廓线的尺寸与真实服饰照片采集设备的显示器相适应，并且记录P_uv正3在调整过程中的位移参数P_正和缩放比参数S_正，对导入的服饰模型背面UVW信息渲染图P_uv背3进行同样的操作，并记录调整过程中的位移参数P_背和缩放比参数S_背。

启动真实服饰照片采集设备的照相功能，按照P_uv正3和P_uv背3轮廓线的姿态对目标服饰分别进行拍照，该过程主要包括：

按照轮廓线的姿态，调整模特偶像的造型，使得模特偶像的着装造型和照相设备屏幕上的轮廓线保持相似。

前后移动真实服饰照片采集设备，计算真实服饰照片采集设备的拍照距离，使得模特偶像的着装能够最大范围的落入到照相机屏幕上呈现出来的服饰轮廓线内，并以最佳距离为半径r固定照相机，形成照相机拍照的环形轨道。

按照模型的不同视角，以r为半径围绕模特偶像从不同角度对服饰进行拍照，对服饰照片落在轮廓线外面的部分直接截掉，对没有补足轮廓线的部分进行自主填充，将与模型视角和轮廓线相符合的照片传回虚拟服饰生成模块中的操作平台服务器。

按照保存记录的位移参数和缩放比例参数对截取的服饰照片进行还原拼接，生成纹理贴图P_服3正和P_服3背。

将纹理贴图P_服3正和P_服3背赋予与之相互匹配的三维数字服饰模型M_服3上，快速生成与之对应的三维虚拟服饰。

如图6所示，是本发明相对应的系统，包括服饰信息数据库存储模块1、纹理贴图获取模块2、三维虚拟服饰生成模块3。

其中，所述的纹理贴图获取模块又包括：

真实服饰照片采集设备21、纹理贴图采集单元22、纹理贴图修饰单元23、纹理贴图生成单元24。

现对本系统的功能介绍如下：

所述三维虚拟服饰生成模块3可以选择安装有3D图像处理功能的个人计算机，例如3Dmax软件或者服饰CAD软件，以实现对服饰模型的图像处理。

同时，所述的三维虚拟服饰生成模块3的服务器能够访问到本发明自主创建的服饰信息数据库存储模块2，用于调取能够在本系统中处理的各类服饰模型信息。

开始操作时，启动三维虚拟服饰生成模块3中的服务器，从服饰信息数据库存储模块2中调取目标服饰的三维虚拟服饰数字模型M_服3以及对应的UVW信息渲染图P_uv正3和P_uv背3。

然后开启纹理贴图采集单元中的真实服饰照片采集设备21。

首先，先将M_服3正面对应的UVW信息渲染图P_uv正3的轮廓线传送在真实服饰照片采集设备21的屏幕上。

然后启动纹理贴图采集单元22和纹理贴图修饰单元23，按照屏幕显示的轮廓线的形状对真实的服饰进行拍照，对真实服饰照片落在轮廓线以外的部分进行裁剪，对真实照片没有补足轮廓线的部分进行填充。

然后启动纹理贴图生成单元24，生成目标服饰的正面纹理贴图P_服3正，并将该纹理贴图传送回三维虚拟服饰生成模块中的操作平台服务器。

接着，将M_服3背面对应的UVW信息渲染图P_uv背3的轮廓线传送在真实服饰照片采集设备的屏幕上，执行与P_uv正3相同的操作，并将获取的反面文理贴图P_服3背传送回三维虚拟服饰生成模块中的操作平台服务器。

如果存在多角度的拍摄需求，则对每一个视角执行相同的操作，直至获取所需要的所有纹理贴图为止。

将获取的文理贴图在三维虚拟服饰生成模块中的操作平台服务器中赋在目标服饰的三维虚拟服饰数字模型上，生成与目标服饰对应的三维虚拟服饰。

Claims (6)

1.一种可将真实服饰快速转换为三维虚拟服饰的方法，包括：

步骤S1：创建三维虚拟服饰数字模型，并对三维虚拟服饰数字模型进行UV展开，将贴图坐标UVW信息投射到展开图上，获取UVW信息渲染图，并将UVW信息渲染图与对应的三维虚拟服饰数字模型之间建立一一映射关系；

步骤S2：对不同类别的服饰多次重复步骤S1操作，得到不同类型三维虚拟服饰数字模型以及对应的UVW信息渲染图，并分别建立映射关系，将不同类型的三维虚拟服饰数字模型及其UVW信息渲染图，保存在服饰信息数据库中；

步骤S3：在服饰信息数据库中调取与真实服饰类型相同的三维虚拟服饰数字模型，将UVW信息渲染图的外轮廓线发送给真实服饰照片采集设备，采集与UVW信息渲染图的外轮廓线相一致的真实服饰照片，根据真实服饰照片获取纹理贴图；

步骤S4：根据UVW信息将纹理贴图赋在与真实服饰相对应的三维虚拟服饰数字模型上，生成与真实服饰相对应的三维虚拟服饰。

2.根据权利要求1所述的一种可将真实服饰快速转换为三维虚拟服饰的方法，其特征在于，步骤S1包括以下几个步骤：

步骤S11：选择三维虚拟服饰数字模型三维数字模型的侧面线条，并形成线条闭环，使之成为三维虚拟服饰数字模型正面和背面的分界线；

步骤S12：以分界线为界将三维虚拟服饰数字模型的贴图坐标UVW拆分为正面和背面两块；

步骤S13：调整相机工具正对三维虚拟服饰数字模型的正面，并以正交视图渲染一张模型线框图，渲染尺寸为2ⁿ的正方形尺寸；

步骤S14：将模型线框图导入三维制作软件的UV调整界面，获取三维虚拟服饰数字模型正面所对应的UVW坐标点集合，参照模型线框图，将此集合中的UVW坐标点依次调整至与模型线框图完全一致；

步骤S15：对上述步骤S14中覆盖有UVW坐标点的模型线框图进行UVW信息渲染，形成完整的UVW信息渲染图；

步骤S16：对步骤S12中拆分得到的三维虚拟服饰数字模型的背面执行步骤S13和步骤S15；

步骤S17：将调整后的正面和背面的UVW坐标点，进行统一缩放，并最大化排列在一个UV区间内，对UVW信息渲染图与三维虚拟服饰数字模型建立一一映射关系。

3.根据权利要求1所述的一种可将真实服饰快速转换为三维虚拟服饰的方法，其特征在于，步骤S2包括以下几个步骤：

步骤S21：获取服饰的三维数字模型，获取与三维数字模型对应的UVW信息渲染图；

步骤S22：建立三维数字模型与其UVW信息渲染图之间的映射关系；

步骤S23：将三维数字模型与UVW信息渲染图以及两者之间的映射关系写入数据库，建立服饰信息数据库。

4.根据权利要求1所述的一种可将真实服饰快速转换为三维虚拟服饰的方法，其特征在于，所述的真实服饰照片采集设备为带有照相功能的移动终端，所述的纹理贴图按以下步骤获取；

步骤S31：在服饰信息数据库中调取与真实服饰类型相同的三维虚拟服饰数字模型及对应的UVW信息渲染图，调整UVW信息渲染图的大小，使其外轮廓线与移动终端拍照设备的显示器相适应，并且记录调整过程中的位移参数和缩放比参数；

步骤S32：将调整好的UVW信息渲染图的外轮廓线传送给移动终端拍照设备，将三维数字模型信息传送给操作平台服务器；

步骤S33：调整真实服饰的姿态，使其与移动终端拍照设备屏幕上的轮廓线相互吻合，对真实服饰进行拍照，并且根据外轮廓线对照片进行自动截取；

步骤S34：对真实服饰的背面重复执行步骤S31、步骤S32和步骤S33；

步骤S35：根据调整过程中的位移参数和缩放比参数对截取的照片进行还原拼接，形成真实服饰的纹理贴图。

5.一种可将真实服饰快速转换为三维虚拟服饰的系统，包括：

服饰信息数据库存储模块(1)：用于存储三维虚拟服饰数字模型及附带信息，所述的附带信息包含有UVW信息渲染图信息，以及UVW信息渲染图信息与三维虚拟服饰数字模型之间的映射关系信息；

纹理贴图获取模块(2)：用于获取真实服饰照片的纹理贴图；

三维虚拟服饰生成模块(3)：用于将真实服饰照片的纹理贴图赋在与真实服饰相对应的三维虚拟服饰数字模型上，生成与真实服饰相对应的三维虚拟服饰；

其中所述的纹理贴图获取模块包括：

真实服饰照片采集设备(21)：用于导入UVW信息渲染图外轮廓线并采集真实服饰照片；

纹理贴图采集单元(22)：用于根据UVW信息渲染图外轮廓线对真实服饰照片进行自动截取；

纹理贴图修饰单元(23)：用于对采集到的纹理贴图进行填充和/或裁减；

纹理贴图生成单元(24)：用于根据UVW信息渲染图信息，生成与三维虚拟服饰数字模型相对应用的纹理贴图。

6.根据权利要求5所述的一种可将真实服饰快速转换为三维虚拟服饰的系统，其特征在于：所述的真实服饰照片采集设备为带有照相功能的移动终端。