CN106373178A - 生成人工图像的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生成穿着所选服装的人的人工图像的方法，所述方法包括提供人的至少一部分的3D人物模型，提供对应于3D人物模型的人的照片，提供关于照明条件数据，选择服装，并生成作为照片和所选服装的渲染的3D服装模型的组合的人工图像，其中渲染3D服装模型考虑照明条件数据和3D人物模型。

Description

生成人工图像的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于生成穿着可选服饰的人的人工图像的方法和装置。
背景技术
模型-产品-照相是目前被认为是在服装行业的服装类产品(如T恤、长裤、帽子等)演示中的事实标准。因此，人类模特的照片都是穿着所述服装产品在照片拍摄过程中拍摄的。这些照片让客户立即识别服装产品的外观、功能和服装产品的拟合，仅来自单张照片。时装目录，时尚杂志上的类似这样的照片是众所周知的。
不幸的是，进行照片拍摄是相当费时和昂贵的。模型、摄影师、灯光师、化妆师和美发师等都必须在同一时间由同一摄影工作室提供。室内外拍摄期间，仅有限数量的照片可以被拍摄，其因此仅允许在室内外拍摄期间拍照有限数量的服装。
此外，当照片拍摄持续数天的时候，几乎不可能在每天的拍摄中具有相同的环境条件，如照明等。因此，所得照片的效果可能稍有不同，这取决于照片拍摄当天的环境条件。
因此，已经开发计算机辅助的解决方案，以取代上述的照片拍摄。
文献US2011/0298897A1公开了用于3D虚拟在头像上试穿服装的方法和装置。在线的为人身体匹配衣服的方法可以包括接收衣服的说明，接收一个或更多匹配模型的人体说明，接收一个或更多级别规则，接收一个或更多的织物说明，并接收消费者身体的说明。
文献US2014/0176565A1公开了用于产生和共享虚拟的人的人物模型的方法，用少量的测量和单个照片创建的，与一个或更多的服装图像相结合。
文献US 2010/0030578A1公开了涉及到社会环境协作的在线方法的方法和系统。该方法和系统都涉及到在线的服装造型系统，允许用户自己创建身体轮廓的3D模型。用户可以购买各种商品和/或服务，并与在网络环境中的其他用户协作。
WO 01/75750A1公开了一种衣着制品的电子购物系统，其包括具有待售衣着制品的虚拟展示的多个供应商站。提供呈现三维图像的第一数据和用于每个衣着制品的至少一种材料特性。系统还包括至少一个买方站，其访问用于选择的一个或更多衣着制品的供应商站，并用于下载与其相关的第一数据。人的虚拟的三维模型存储在买方站，并包括代表该人的三维的第二数据。
进一步的计算机辅助技术在Divivier等人出版的“Topics in Realistic,Individualized Dressing in Virtual Reality(虚拟现实中真实性个性化着装的主题)”中提出，德国联邦教育与研究部(BMBF)：虚拟和现实状态会议，2004年，论文集CD-ROM，莱比锡，2004年。
然而，上述方法中没有任何一个已经成功地完全替代传统拍照。
发明概述
因此，本发明的基本目的是提供改善的方法和相应装置，用于产生穿着可选服装的人的人工图像。
以上问题通过根据权利要求1的方法、根据权利要求24的装置以及根据权利要求31的人工图像至少能够部分解决。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于生成穿着可选服装的人的人工图像的方法，该方法包括以下步骤：(a)提供人的至少一部分的3D人物模型；(b)提供对应于3D人物模型的该人的照片；(c)提供关于照片的照明条件，(d)选择一件服装；和(e)生成所述人工图像，作为照片与所选择的服装的渲染3D服装模型的组合，其中渲染3D服装模型考虑照明条件数据和3D人物模型。
申请人已发现，穿着服装的人的人工图像可以生成，具有通过渲染3D服装模型以及组合所述渲染与所述人类的照片而改善的质量。
然而，为了实现至少部分的逼真图像，可以提供人的3D模型以便利用其参数，比如高度、腹围、肩宽等，供随后渲染3D服装模型。
此外，本发明使用该人的照片，其取代最终人工图像中的3D人物模型。
图像的照明是可以影响其质量的另一个因素。因此，提供照明条件数据可以允许将照明条件数据整合到人工图像中，以进一步提高其质量。
以举例的方式，假定在拍摄照片的同时所述人应已经从左上侧照明，假定在渲染的同时所述3D服装模型应已经从右上侧照明，这将妨碍渲染的3D服装模型转换成所述照片的无缝集成。这样做的原因是，当组合分别创建的图像时，照明条件可能是重要的。如果照片和渲染3D服装模型的照明条件显著偏离，渲染的3D服装模型上和在所述人的照片上的阴影和反射也彼此偏离，因此可能会在人工图像中以不自然的方式呈现。结果是，人观察者可能能够容易地识别所生成的图像是人工图像。
此外，相对于3D人物模型的以上所述参数可以用于调节3D服装模型的形状。因此，渲染的3D服装模型可以看起来好像由所述人穿着。相对于该人的照片精确配合3D服装模型可以进一步增加所生成的人工图像的质量。
以上所述结果可以在没有3D场景的任何繁琐的调整和无任何耗时的后期制作步骤而实现。另外，即使相对于所述人工图像的甚至更好的结果可以由本发明实现，通过避免渲染所述人工图像中使用的3D人物模型。
以上所描述的方法步骤e可以包括计算光层作为基于照明条件数据的渲染的3D人物模型(没有服装产品)和基于照明条件数据的渲染的3D人物模型(有服装产品)之间的差异，其中由3D服装模型覆盖的光层的部分被设置为不可见。
两个图像的差异可以呈现从3D服装模型传递到3D人物模型，以及因此传递到人的照片的光。
例如，假设3D服装模型戴着一副眼镜。眼镜的框架可能在人物模型的脸部的一侧产生阴影(当从该侧照明时)。为了计算光层，3D人物模型可以不佩戴眼镜进行渲染，并因此没有阴影。然后，3D人物模型可以戴着眼镜被再次渲染，并因此包括在面部一侧的阴影。然而，眼镜可以在渲染过程中被设置为不可见。因此仅是带眼镜框架的阴影的渲染3D人物模型可以被示出。当计算这两个渲染的差别时，仅阴影可以保留。因此，只有阴影可以被存储在光层。
设置为不可见可以包括：通过删掉(通过渲染器)不属于该3D服装模型的像素和/或在后期制作过程中去掉所述像素。
生成人工图像可以进一步包括将照片、光层和渲染的3D服装模型分层放置。
取代渲染复杂的包括3D人物模型和3D服装模型的三维场景，两者都考虑的照明条件的数据，仅是层叠放置以上所生成的部分需要用来实现质量良好的人工图像。具体地讲，光层可以层叠在人的照片上。因此，从被穿着的服装传递到所述人的光可以呈现于人工图像中。然后，渲染的3D服装模型可以层叠在光层和人的照片的组合上。结果是，可以实现该人的人工图像“虚拟”的穿着所选服装。
考虑3D人物模型的步骤e可以包括施加3D服装模型到3D人物模型和/或施加从3D人物模型传递到3D服装模型的光。
施加3D服装模型到3D人物模型还可以包括施加3D人物模型的几何特性到3D服装模型，和/或施加从3D人物模型传递到3D服装模型的光。
施加几何特性到3D服装模型可以使得服装织物的褶皱(例如)能够被模拟，其可以是另外的因素，用于提供质量良好的人工图像，因为织物的任何不自然的变现，例如非自然凸出或非自然的刚度之类的，可能对人工图像的质量产生负面影响。
此外，从3D人物模型传递到渲染3D服装模型的光可以被考虑以便改善人工图像的质量。因此，当例如，3D人物模型的手臂或手引起的3D服装模型的阴影，此阴影可能也需要在渲染的3D服装上是可见的以保持人工图像的质量。
考虑照明条件数据的步骤e可以包括施加的照明条件数据到3D服装模型和/或到3D人物模型。
可能影响光从环境传递到三维模型的像全局环境光源、全局环境阴影、全局环境反射，或任何其他对象，可能必须在渲染图中正确地呈现，以实现人工图像的良好质量。
提供3D人物模型的步骤可以进一步包括以下步骤之一：
通过3D扫描仪提供3D人物模型，
通过深度传感器提供3D人物模型，或
为了提供3D人物模型，3D扫描仪可以被用于检测人的身体形状。
另外地或替代地，深度传感器，类似于微软的KinectTM控制器(MicrosoftKinectTM)可被使用。例如，通过一种算法，被扫描的人的身体形状可以根据身体部分预定形状被重建。作为另一种选择，也可以使用摄影制图法。通过从几个方向拍摄多张图像的方式，3D模型可以接近。此种技术可以同时提供人的照片，其可用于在人工图像中替换3D人物模型。
3D人物模型可以包括轮廓，照片也可以包括人的轮廓。该方法可以进一步包括在所述轮廓彼此偏离时，使轮廓相符(如果轮廓彼此偏离)的步骤。
根据用于提供3D人物模型的技术，可能有必要调整轮廓，使得它们彼此相符。未经使轮廓一致，人工图像的质量可能显著受到影响，因为例如光层的计算可能包括一些误差。当使用摄影制图法时，两者的轮廓可自动地相一致，因为人的照片与3D人物模型可以在基本上相同的时间点生成。当防止轮廓的不利的偏差时，定时的较小的公差是可接受的。然而，使用微软KinectTM控制器或3D扫描仪时，3D人物模型的生成可能需要几秒钟。在此期间，当拍摄人的照片时，该人可具有略微的移动或者可能处于另一呼气周期。然后，调整轮廓可能是有必要的。
使轮廓相一致的步骤可以进一步包括：提取所述照片的人的轮廓，遮盖3D人物模型，使得3D人物模型的轮廓与从照片提取的轮廓相匹配和/或遮盖照片，使得其与3D人物模型的轮廓相匹配。
为提供进一步的柔性，3D人物模型的轮廓可以被遮盖使得其可以与照片的人的轮廓保持一致，或反之亦然。
遮盖可以包括使两轮廓之一或两者变形。
这样的变形可以通过算法来实现，例如，被配置成移动轮廓“边缘”或“边界”直到它们彼此相一致。
遮盖还可包括施加物理模拟，以避免不自然的变形。
由于自动调整轮廓可能导致照片的人或3D人物模型的任一个或两者不自然变形，物理模拟可以作为控制措施被应用。为了遮盖的变形可能特别是不自然的增加或减少身体某些部分或完整身体的尺寸，它可能不利地影响人工图像的质量。因此，当通常地考虑物理模拟的人体性质(例如，手尺寸与手臂尺寸之间的比例)时，可以防止这样的不自然的变形。
当拍摄人的照片时，提供照明条件数据的步骤可以基于由环境传感器收集的数据，优选在基本上相同的时间点。环境传感器可以包括球形成像系统或镜面球之一。
使用球形影像系统，例如球形摄像机系统，由于环境传感器可以显著简化照明条件数据的提供。这种图像系统可以在生成相应3D人物模型和/或人的照片的过程中，捕获围绕人的360度全景图。结果是，围绕该组的相关光源和对象等可以被捕获并存储为全景图像。要注意的是，例如也可以只采集360°全景视图的多个部分或一部分，例如180°或任何其它合适度数。如果使用球面镜可以实现类似结果。
提供基本上相同时间点的照明条件数据可以确保照明条件不仅与照片保持一致，而且还与3D人物模型保持一致，该3D人物模型在拍摄人的照片的时间点生成。因此，所有的三个组成部分—人的照片、照明条件数据和3D人物模型—可以彼此一致。因此，提供在拍摄照片时的时间点的照明条件数据，可以允许随后使用所述数据来渲染所选择衣服。具体地讲，当渲染所选择服装的3D模型时，同时考虑照明条件数据以及人的3D模型，可以使该方法能够将渲染的3D服装模型调节为模型的身体比例，并调节当拍摄人的照片时的相同时间的照明条件。
详细地说，考虑照明条件数据使得渲染的、照明的3D服装模型能够无缝集成到人的照片中，其可以显著改善人工图像的质量。
术语“基本上同时”是指在相同时间点，但包括在所涉及技术领域中不可避免的典型时间公差。
照明条件数据可以包括环境图。环境图可以包括已拍摄照片的一组模拟3D模型。
上述全景视图(例如存储为数字照片)可以用作环境图。更详细地，数字图像可以用来围绕3D服装模型和/或3D人物模型。然后，从环境图传送到3D模型的光可以被计算。
可替代地，呈现为组的模型化的3D场景，其中已拍摄的人的照片可以被至少部分地用作环境图。此方案可以避免使用环境检测器，用于探测或提供照明状况数据，并且可以简化生成人工图像和/或3D模型所需的部件设置。
施加照明条件数据可以包括考虑从环境图传递到3D人物模型和到3D服装模型的光。
如上文已经讨论的，环境图可以用于计算从环境图传递到3D模型的光以实现优质的人造图片。
3D人物模型可以包括纹理。而且，纹理可以基于由一个或更多相机拍摄的人的一个或更多张的照片。
使用人的有纹理的3D模型可以进一步改善如上所述的渲染质量，因此改善人工图像的质量。这是因为，有纹理的3D人物模型可以允许更精确的计算从所述模型传递到3D服装模型的光。更精确的计算，更好可以是人工图像的有关其质量的结果。例如，当服装包括比如小反射镜等反射部件时，其中3D人物模型(至少部分地)是可见的，由于3D人物模型的表面的准确反射可以被计算，3D服装模型的渲染结果可以被改善。
所述方法可以包括存储一个或更多照相机的参数的步骤，其中所述参数可以包括相机位置、定向和焦距中的至少一个。此外，参数可以适于计算视图的参考点，其中步骤e(上文所定义)可以考虑视图的参考点。
存储上述列出的参数可以允许光层和渲染的3D服装模型自动层叠放置在人的照片上，使得所得到的人工图像可能看起来好像该人穿着所述渲染服装。更详细地，当所述参数是已知并传递至渲染器，所得的3D服装模型的渲染图像和计算出的光层可以试穿在人的照片上，使得好像该人穿着服装。也就是，由于渲染器可以定位虚拟相机在对应于用于拍摄的人的照片的相机的位置。此外，当考虑到焦距和取向时，渲染器的照相机的视图可以更符合用于拍摄的人的照片的相机。结果是，所有的渲染图像(或部分)可以被渲染，由已拍摄的人的照片的相同或相似的角度。因此，没有必要进行进一步的(例如手动)的图像调整，用于将渲染然结果层叠放置在人的照片上。这导致所描述的方法的显著简化。
照片和3D人物模型可以显示处于相同姿势的人。
具有相同的姿势进一步简化了将层叠放置于人的照片上的渲染，其可避免任何进一步的调整。任何调整可能承担负面影响质量的风险，因为调整可能导致任何不自然的变形和其他缺陷。
本发明的另一个方面涉及一种装置，用于生成穿着可选服装的人的人工图像，所述装置包括(a)用于提供人的至少一部分的3D人物模型的构件，(b)用于提供对应于3D人物模型的人的照片的机构，(c)用于提供关于照片的照明条件数据的装置，(d)用于选择所述服装的构件，和(e)用于生成作为照片和所选衣服的渲染的3D服装模型的组合的人工图像的构件，其中渲染3D服装模型考虑照明条件数据和3D人物模型。
这样的装置可以简化执行根据上述方法之一的方法。例如，这种装置可以替换摄影室。此外，装置可以以下方式设计：可以仅通过单个人进行控制。此外，这样的装置可以通过人来控制，该人将被拍照，且通过其创建3D模型。
用于提供该人的至少一部分的3D人物模型的装置的构件可以包括3D扫描仪、深度传感器和/或多个摄影照相机中的至少一个。
用于提供对应于3D人物模型的人的照片的装置的构件可以包括照相机。
用于提供该人的照片的构件的照相机可以是摄影摄像机之一。
用于提供与照片相关的照明条件数据的装置的构件可以包括环境传感器，其中所述环境传感器可以包括球面成像系统或球面镜。
用于选择服装的装置的构件可以包括至少一个或更多的用户界面、数据库和/或文件。
这样的界面允许方便选择服装，其中服装可以存储在数据库和/或文件中。此外，一件以上的服装可以从数据库中和/或从文件中进行选择。此外，一件以上的服装可以通过方法步骤e同时间进行处理。结果是，人工图像可以显示一次穿着超过一件服装的人。
用于生成人工图像的装置的机构可经配置以根据上述方法生成穿着可选服装的人工图像。
本发明的再一个方面涉及可以包括用于执行任何上述方法的指令的计算机程序。
本发明的再一个方面涉及穿着可选择服装的人的人工图像，所述人工图像的生成根据任一以上所述方法。
附图简要说明
下文中，本发明的实施方式相对于所述附图进行详细说明，其中：
图1示出用于生成穿着根据本发明一些实施方案的穿着一个或更多件可选服装的人的人工图像的处理；
图2示出根据本发明一些实施方案的人的3D模型；
图3示出一个人和相机，被设置成根据本发明的一些实施方案形成实例照相机而设置；
图4示出根据本发明的一些实施方案的人和3D扫描仪；
图5示出根据本发明的一些实施方案的人和深度传感器；
图6示出根据本发明一些实施方案的人的照片；
图7示出根据本发明的一些实施方案的3D服装模型；
图8示出根据本发明的一些实施方案的渲染的3D服装模型；
图9示出根据本发明的一些实施方案的渲染的3D人物模型、渲染的3D人物模型(其中由服装覆盖的示例性的部分被设置为不可见)和光层；
图10显示人的照片、光层、渲染的3D服装模型、人工图像、穿着3D服装模型(不带有光层)的人的人工图像，以及穿着3D服装模型的人的人工图像，其包括根据本发明一些实施方案的光层；
图11示出渲染的3D模型和其轮廓以及根据本发明的一些实施方案的照片的人的轮廓。
具体实施方式
在下文中，相对于附图详细描述本发明的实施方案和变体。
图1示出根据本发明的一些实施方案的方法40。应当理解的是：方法40可以包括任何或者所有的方法步骤30、33、36和39。然而，所述方法步骤30、33、36和39可以被重新排序，方法步骤30、33、36和39中的某些可以合并或删去。此外，进一步的方法步骤(未示出)可以被集成到方法40中，或者单个的方法步骤30、33、36和39中。
方法40旨在生成根据本发明的一些实施方案的人工图像7。人工图像7可以由若干层组成，其中所述层可以包括人的照片3、光层19和一个或更多渲染的3D服装模型21。人工图像7可以是照片般真实的特性(nature)。术语“照片般真实”、“照片写实”、“现实”等相对于人工图像7可以被理解为提供类似于真正照片的感觉。但是，特定公差是可接受的。例如，公差是可接受的，只要人工图像7的观察者可以具有看到(例如由照相机拍摄的)真实照片的感觉，然而一些部分确实并非现实的。更详细地，上面给出的术语在本文中应理解为给人类观察者看到“真实”照片的感觉，而在同一时间(例如，通过详细检查人工图像而可识别的)人工图像7的一些部分可能看起来像被系统地构建，因此可以不是现实的确切表示。
例如，在一些情况下，可以由待渲染的3D模型反射的光线追踪可以被限制到一定数量的反射。这样的限制，例如控制在渲染软件(也称为“渲染器”)之内的，可以显著优化(例如降低)用于渲染3D服装模型5的计算时间，具有某些部分的渲染不会看起来像准确表达现实的效果。然而，观察者也许不能区分带有和不带有有限数量的射线反射的渲染3D模型。因此，当看到这样的渲染时，观察者仍旧可以具有照片般真实(photorealisticimpression)的感觉。
要实现这样照片般真实的感觉，下文相对于方法40所解释的几个方面，当生成根据本发明的一些实施方案的人工图像7时必须要考虑的。
方法40可以包括提供3D人物模型1、照相机参数10、照明条件数据2和/或人的照片3的方法步骤30。
根据本发明一些实施方案的示例性3D人物模型1被示于图2中。3D人物模型1可以在图1的方法30来提供。3D人物模型1可以是人类的人11的3D展示。3D人物模型1可以是相应人11(建立3D人物模型基于其上)的身体形状的详细展示。3D人物模型1可以(例如)包括被连接到彼此的特定数量的点，并且因此形成多边形。然而，详细程度可以变化。因此，3D人物模型1可以包括多个多边形。通常，当更多的多边形被用于形成3D人物模型1时，详细程度可以增加。3D模型通常是本领域技术人员已知的，例如由所称的3D建模软件，如CAD软件等。3D人物模型1可以包括纹理或者可以包括合成表面(不带纹理，如示于图1中)，例如包括单一着色的表面。
注意到所述3D人物模型1不限于人类身体的形状。此外，例如动物和物体的3D模型适合于符合本发明的一些实施方案。
3D人物模型1可以由摄影照相机9生成，示例性地在根据本发明的一些实施方案的图3中示出。摄影照相机9可以围绕人11。所有照相机9在相同的时间点为人11拍照，其中术语“相同的时间点”被理解为如以上已经定义的公差是允许的。公差是在通常发生的范围之内，当几个照相机同时触发时，例如来自触发信号等的信号的运行时产生的。
此后，例如3D人物模型1可以基于所拍的照片来构建，使用例如摄影制图算法。更详细的，照相测量法是用于从照片测量用于恢复表面点的精确位置的技术。因此，这种技术可以用于重新构建人11的表面点以构建对应的3D人物模型1。
另外地或可替代地，3D人物模型1可以由根据本发明的一些实施方案的3D扫描仪13，如图4所示。3D扫描仪13可以扫描人11的身体形状，并且可以存储关于3D人物模型1的扫描的表面点的结果。
另外地或可替代地，可以通过深度传感器15生成3D人物模型1，根据图5中示出的本发明的一些实施方案。深度传感器15可以是，例如是微软KinectTM控制器(MicrosoftKinectTM)。这样的控制器可以将红外光谱内的不规则图案的点投射为“场景”。相应的反射然后可通过控制器的红外照相机进行跟踪。通过考虑图案的失真，单个点的深度(与红外摄像机的距离)然后可以计算出来。构建所述点的3D人物模型1，变形被施加到一个或更多个可用标准模型。
根据本发明的一些实施方案的示例性的人的照片3示于图6中。人11可以是与用于生成上述3D人物模型1相同的人11。人的照片3可以由照相机9拍摄，例如数字照相机、摄像机等。照相机9可以是如以上关于图3所述的摄影制图相机9之一。人的照片3的分辨率可以不同。分辨率越高，人的照片3的详细程度越高，于是可以产生更好质量的照片3。照片3可以被拍摄，使得人的照片3示出根据3D人物模型1的姿势的人11。但是，偏差是可以接受的，因为它们可能随后被校正和/或调节(下面进一步描述)。用来拍摄人的照片3的照相机9可以包括照相机参数10，比如位置、方向和/或焦距。照相机参数10可以被存储或保存，使得它们可以在其它方法步骤33、36和/或39之一中被重新使用。
注意到的是，人的照片3不限于人类的人11。此外，例如动物和物体的照片适合于符合本发明的一些实施方案。
当特定的照明条件占优势时，人的照片3可以被拍摄。例如，示出于照片3中的人11可以从特定的角度、从特定的方向和/或从特定的高度被照亮。例如，照明元件(比如一个或更多投光灯、反光镜和/或镜状反射器)可以用来当拍摄照片3时照亮人11。因此，光线可以被引导到人以创建照亮的“场景”。这样的照明可以从照片工作室获知，其中一个或更多上述照明元件可以用来照亮“场景”，例如包括随后拍摄照片3的人11。
待提供的照明条件数据可以由比如球面图像系统和/或反射镜球的环境传感器进行检测。例如，球面图像系统可以基于照相机，其能够创建在生成相应3D人物模型1过程中围绕该人11的环境的360度全景照片。因此，围绕所述组的相关光源和物体等可以被采集并存储于全景图像中。要注意的是，例如也可以只采集360度全景图片的一部分或多个部分，例如180度或任何其它合适的度数。例如，可以使用比如SpheronTM SceneCam的球面图像系统。值得注意的是，如果使用镜面球(而不是球形图像系统)可以实现类似结果。
方法40的方法步骤33可以执行3D服装模型5(一个或多个)的模拟。在此方法步骤33中，3D服装模型5(一个或多个)可以被模拟，例如通过将3D人物模型1的几何特性(比如高度、宽度、腹围等)施加到3D服装模型5(一个或多个)。
根据本发明的一些实施方案的示例性的3D服装CAD模型5示于图7中。3D服装模型5可以包括但不限于T恤、裤子、鞋、帽、眼镜、手套、大衣、口罩、头饰、斗篷等。一般来说，3D服装模型5可以对应于任何种类的可以由(人类)人11穿戴的衣物或装置，例如眼镜、假体等。
3D服装模型5可包括多边形、线、点等。3D服装模型通常对于本领域技术人员是已知的，例如从所称的3D建模软件，比如CAD软件等。
3D服装模型5可以包括纹理或可以包括单或多色的表面(无纹理)或其组合。因此，纹理可以随后施加到3D服装模型，或者表面的颜色可以被调整。此外，颜色和质地的组合是可能的，以便设计3D服装模型5的表面。
3D服装模型也可以包括织物信息，其旨在用于制造相应服装。
以上所述服装模拟33可以由织物模拟工具进行，如V-Stiticher、Clo3D、Vidya等软件。然而，其他软件组件可能涉及这样的方法。模拟可以调整3D服装模型5(一个或多个)以符合以上所述3D人物模型1的几何性质。模拟过程中，织物(或织物的组合)的物理特性可以被考虑。例如，丝绸等织物与羊毛等以不同方式褶皱。因此，模拟能够计算如何修改3D服装模型5(一个或多个)，使得它们按照由3D人物模型1提供的人体形状，考虑织物的物理性质(旨在制造)。物理性质可以包括但不限于：织物厚度、拉伸和弯曲刚度、织物颜色、机织物的类型、3D服装模型5的整体尺寸等。
注意到的是，一个以上的3D服装模型5可被传递到织物模拟工具。因此，模拟可以在相同时间被施加到一件或更多的服装。例如，可以选择一件T恤和一条裤子。然后，织物模拟工具可以根据上文给出的描述来模拟两个3D服装模型5。
结果是，方法步骤33可以生成匹配的3D服装模型6(一个或多个)，其可能看起来像由(人类)人11穿着。
此外或可选择地，3D服装模型5(一个或多个)最终与任意数量的其它3D服装模型5(一个或多个)共同可以被存储在数据库中。此外或可选择地，3D服装模型5(一个或多个)存储在文档中，例如计算机或数据文档。3D服装模型5(一个或多个)可以通过使用用户界面而从数据库或文档(或任何其他种类的存储器)来选择。这样的用户界面可以在计算机应用方面来实施，包括桌面应用程序、基于web的应用程序、触摸屏界面的应用、大屏幕显示器的应用等。此外或者可替换地，用户界面可以包括物理按钮、物理开关、物理拨号器、物理摇杆开关等。选择可用于将3D服装模型5(一个或多个)传递到根据方法步骤33的相应模拟器。
注意到的是，3D服装模型5(一个或多个)不限于人类的服装。此外，例如，可以被应用到任何类型的对象的动物服装或织物适于符合本发明的一些实施方案。
方法40的方法步骤36可以执行一个或更多的渲染步骤，使用渲染器和/或3D渲染软件。渲染过程中，可以考虑3D人物模型1、匹配的3D服装模型6(一个或多个)和照明条件数据2。方法步骤36可以至少用于渲染匹配的3D服装模型6(一个或多个)并提供光层19。注意到的是，一个或更多光层19可以被提供。例如，当一个以上的匹配的3D服装模型6被渲染时，从各个匹配的3D服装模型6传递到3D人物模型1的光可以被存储在分开的光层19。
渲染之前，视图的参考点可以根据照相机参数10而计算。随后此视图参考点可以用于定位和定向虚拟照相机——根据用于拍摄的人的照片3的照相机的位置和方向。使用这样的参考点可允许以这样的方式执行渲染步骤：使得渲染结果的视图符合所述所拍摄的人的照片3的视图。因此，渲染和人的照片3的组合(下文进一步解释)可以被简化。
另外地或可替代地，图11示出3D人物模型1的轮廓23和人的照片3的轮廓25(图11(a))。例如，根据3D人物模型1和/或人的照片3的生成的准确度，轮廓23，25可能偏离(图11(b))。例如，这可能出现在拍摄人的照片3的时间不是在3D人物模型生成的时间。这种偏离可以通过覆盖一个或两个轮廓23，25，使得在覆盖之后它们彼此符合而被弥补(图11(c))。
更详细地，遮盖可能由使轮廓23，25变形来完成。这种变形可以通过算法来实现，例如，配置为只要是彼此不相符合，就移动轮廓23，25的“边”或“边界”。边缘可以(例如)通过使用基于苏贝尔算子(Sobel operator)的算法(一种公知的边缘检测算法)来检测。此外，覆盖还可包括施加物理模拟以避免不自然的变形。这可避免身体的特定部位(在人的照片3中示出或由3D人物模型1表示)以不自然的方式发生变形。例如，当特定部分的尺寸改变时，这可能会产生不自然的感觉。更详细地，例如，发生变形时候手增大，使得其明显超过另一只手的尺寸，这可能会导致如上所述的不自然的变形。当将这样的物理模拟施加到覆盖步骤，可以防止这样的变形。因此相应覆盖算法可以知道在人体特性等方面的知识，并且可以在覆盖轮廓过程中考考虑这些特性。
渲染匹配的3D服装模型6(一个或多个)可以基于3D人物模型1和照明条件数据。3D人物模型1和匹配的3D服装模型6(一个或多个)的场景可以被设置，使得3D人物模型1虚拟穿着匹配的3D服装模型6(一个或多个)。然后，照明条件数据2可以被施用到两个3D模型1，6。
运用照明条件数据2可以包括由环境图围绕3D人物模型1和适合的服装模型6(一个或多个)。例如，虚拟管可以在3D模型周围垂直放置，使得所述3D人物模型1和配合的3D服装模型6(一个或多个)位于管内。然后，虚拟管的内侧面可以由环境图(例如以数字照片形式)来纹理化。照相机——呈现可被渲染的3D模型的视图——可被放置在管内，使得管的外侧面在3D模型1，6的渲染图像上不可见。用环境图使管内侧面结构化可以应用从纹理传递到3D模型1，6的光。因此，3D模型1，6可根据环境图照亮。需要注意的是，另外地或可替代地，现有技术中已知的其它技术可以是适合于利用环境图来照亮3D模型1，6。例如，某些渲染软件可以接受环境图作为输入参数，使得不需要进行明确的建模，如上文关于所述管所描述的。
另外地或可替代地，呈现已经被拍摄的人的照片3中的环境的3D场景可以被用于替代或补充环境图。在这种情况下，3D人物模型1和匹配的3D服装模型6(一个或多个)——由3D人物模型1穿着——可以放置到呈现拍摄人的照片3的环境的3D场景中。因此，3D人物模型1和匹配的3D服装模型6(一个或多个)可以位于呈现环境的3D场景中。结果是，从3D场景传递到3D模型1，6的光可以被计算。
使用已经例如手动建模的3D场景，避免使用环境传感器来生成环境图。因此，用于生成人的照片3和/或3D人物模型1的建立被显著简化。
虚拟地穿着匹配的3D服装模型6(一个或多个)的3D人物模型1被设置为不可见时，匹配的3D服装模型6(一个或多个)可以被渲染。这样的渲染技术可以考虑从3D人物模型1(即使其被设置为不可见的)传递到匹配的3D服装模型6(多个)的光。例如，3D人物模型1引起的阴影(其可以通过照亮环境图而发生)在渲染的3D服装模型21(一个或多个)上是可见的。并且，从3D人物模型1传递到匹配的3D服装模型6(多个)的任何其它光(比如反射等)在渲染的3D服装模型(一个或多个)21上是可见的。结果是，渲染的3D服装模型21(一个或多个)可被认为是二维图像，其中仅有匹配的3D服装模型6(一个或多个)的部分是可见的，其未由3D人物模型1覆盖。因此，例如，穿着的T恤的衣领开口的背部的部分可能不会在3D服装模型21中示出，因为它可以由3D人物模型1的颈部覆盖。这种渲染技术可以擦掉人的照片3和渲染3D服装模型21(一个或多个)的组合(下文进一步描述)。
然而，例如，当3D人物模型1被设置为不可见时，渲染器可以不支持渲染所述匹配的3D服装模型6(一个或多个)。在这样的情况下，不属于渲染的3D服装模型21(一个或多个)的在渲染的3D服装模型21(一个或多个)的图像中的像素在渲染后可以被遮蔽。这些像素可以，例如，涉及到3D人物模型1或任何其他环境像素。掩蔽可以被理解为在后期制作等期间从图像中删除像素，例如通过图像处理软件的方式，如PhotopshopTM等。
另外或替代地，方法步骤36中，光层19被计算并可以存储为2D图像的形式。如图9中所示，根据本发明的一些实施方案，未穿匹配的3D服装模型6(一个或多个)的3D人物模型1可以被渲染。此后，3D人物模型1可以再次渲染，但这次穿着匹配的3D服装模型6(一个或多个)。然而，由匹配的3D服装模型6(一个或多个)覆盖的3D人物模型1的部分可以被设置为不可见。穿着被设置为不可见的服装17的渲染的3D人物模型1，于是可以只显示未由穿着的匹配的3D模型服装6(一个或多个)覆盖的部分。注意到的是，相应的渲染器仍然可以考虑从穿着的匹配的3D服装模型6(一个或多个)传递到3D人物模型1的光。当计算光层19时，两个渲染之间的差值被计算得到光层19，其可以仅显示从匹配的3D服装模型21传递到3D人物模型1的的光(阴影、反射)。
请注意的是，也可能的是分别渲染用于各个匹配的3D服装模型6的光层19。
方法40的方法步骤39可以执行所述人的照片3(图10(a))、所述光层19(图10(b))和渲染的3D服装模型21(一个或多个)(图10(c))的组合，其中这些部件示于根据本发明的一些实方案的图10中。组合可以是层(laying)，例如其中的人的照片3作为背景。然后，光层19可以被层叠放置在人的照片3之上。当已经计算出一个以上的光层19，这些光层19可以彼此层叠放置。在这之后，渲染的3D服装模型21(一个或多个)可以叠置在人的照片3与光层19(一个或多个)组合上，这样的组合然后可以形成人工图像7(图10(d)和图10(f))。
此后，人工图像7可以显示穿着一个或更多件服装的人11。人工图像7可以包括这样的质量：人观察者可能相信人工图像是照片，例如由照相机拍摄的照片。
因此，人工图像7可以是如照片般真实的性质。这可能是由于图像的所有组成部分可以符合尺寸、透视和照明。特别是，这可以由施加3D人物模型1的几何性质到3D服装模型6，以及由执行所述3D模型的模拟而产生。另外地或可替代地，如照片般真实的感觉可以产生于考虑从3D人物模型1传递到3D服装模型6(一个或多个)的光，反之亦然。
包括照片般真实的性质的人工图像7和不具有照片般真实的性质的人工图像7之间的差异示例性地在图10(e)和图10(f)中示出。如可以看到的，显示不具有照片般真实性质的人工图像的一部分的图10(e)不包括任何阴影或从3D服装模型6传递到3D人物模型1的光。相反的，显示如图10(e)中呈现的相同部分的图10(f)包括阴影和光传递。如可以见的，图10(e)不具有照片般真实的性质，而图10(f)提供。
根据本发明的一些实施方案，方法40也能够以所称的虚拟更衣室利用。如上所述，想要试穿若干件服装的顾客可以生成3D人物模型和其自己的照片3。然后，例如，屏幕或显示器等(例如，位于服装商店)可以显示照片3。顾客随后可以利用上述用户界面选择服装，其然后可以生成并层叠在照片上，根据方法40。这种方法可以节省购买服装的时间，因为顾客没有亲自试穿每件服装。
根据本发明的一些实施方案，方法40可以被用来实现在线服装购物门户。如以上所述，顾客可以一次生成3D人物模型和照片3，在相应的服装商家的店铺中，其包括根据本发明的装置。3D人物模型1和人的照片3然后可以存储，使得它们可以在任何时候访问网上服装购物门户时被重复使用，例如，在家里。因此，本发明的一些实施方案可以允许在在线服装购物门户的购买服装时，在家虚拟“试穿”服装。

Claims (31)

1.用于生成穿着可选择服装的人(11)的人工图像(7)的方法，所述方法包括以下步骤：
a.提供人(11)的至少一部分的3D人物模型(1)；
b.提供对应于所述3D人物模型(1)的所述人的照片(3)；
c.提供与所述照片(3)相关的照明条件数据(2)；
d.选择服装；以及
e.生成作为所述照片(3)和所选择服装的渲染的3D服装模型(21)的组合的所述人工图像(7)，其中渲染所述3D服装模型(21)考虑所述照明条件数据(2)和所述3D人物模型(1)。
2.如权利要求1所述的方法，其中方法步骤e包括计算光层(19)作为以下的区别：
-根据所述照明条件数据的所述渲染的3D人物模型(1)；和
-根据所述照明条件数据的所述渲染的3D人物模型(1)，其中由所述3D服装模型(6)覆盖的部分被设置为不可见。
3.如权利要求2所述的方法，其中设置为不可见包括通过渲染器删掉不属于所述3D服装模型(21)的像素，和/或在后期制作过程中除去所述像素。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中步骤e还包括分层所述照片(3)、所述光层(19)以及所述渲染的3D服装模型(21)。
5.如前述权利要求之一所述的方法，其中步骤e中考虑所述3D人物模型(1)包括施加所述3D服装模型(5)到所述3D人物模型(1)和/或从所述3D人物模型(1)到所述3D服装模型(5)施加光传递。
6.如权利要求5所述的方法，其中施加所述3D服装模型(5)到所述3D人物模型(1)还包括施加所述3D人物模型(1)的几何特性到所述3D服装模型(5)。
7.如前述权利要求之一所述的方法，其中步骤e.中考虑所述照明条件数据(2)包括施加所述照明条件数据(2)到所述3D服装模型(5)和/或到所述3D人物模型(1)。
8.如前述权利要求之一所述的方法，其中步骤a包括以下步骤中的至少一个：
-通过3D扫描仪(13)提供所述3D人物模型(1)；
-通过深度传感器(15)提供所述3D人物模型(1)；或者
-通过摄影制图法提供所述3D人物模型(1)。
9.如前述权利要求之一所述的方法，其中所述3D人物模型(1)包括轮廓(23)，且其中所述照片(3)包括所述人(11)的轮廓(25)，所述方法还包括在所述轮廓(23，25)彼此偏离时，使所述轮廓(23，25)保持一致的步骤。
10.如权利要求9所述的方法，其中使所述轮廓(23，25)保持一致的步骤还包括：
-提取所述照片(3)的所述人(11)的所述轮廓(25)；
-覆盖所述3D人物模型(1)，使得所述3D人物模型(1)的所述轮廓(23)与从所述照片(3)提取的所述轮廓(25)相匹配和/或覆盖所述照片(3)，使得其与所述3D人物模型的所述轮廓(23)相匹配。
11.如权利要求10所述的方法，其中覆盖包括使所述两个轮廓(23，25)之一或二者发生变形。
12.如权利要求11所述的方法，其中覆盖还包括施用物理模拟以避免不自然的变形。
13.如前述权利要求之一所述的方法，其中，提供照明条件数据(2)的步骤是基于由环境传感器在与拍摄所述人(11)的照片(3)的基本上相同的时间点收集的数据。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述环境传感器包括以下之一：
-球形成像系统；或
-球面镜。
15.如前述权利要求之一所述的方法，其中所述照明条件数据(2)包括环境图。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述环境图包括一套模拟的3D模型，其中所述照片(3)已拍摄。
17.如权利要求15或16所述的方法，其中施加所述照明条件数据(2)包括考虑从所述环境图传递到所述3D人物模型(1)以及传递到所述3D服装模型(6)的光。
18.如前述权利要求之一所述的方法，其中所述3D人物模型(1)包括纹理。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述纹理基于由一个或更多照相机(9)拍摄的所述人(11)的一张或更多的照片。
20.如权利要求19所述的方法，还包括一个或更多个照相机(10)的存储参数(10)，其中所述参数(10)包括至少以下之一：
-所述照相机的位置；
-方向；
-焦距。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述参数适于计算视图的参考点。
22.如权利要求21所述的方法，其中步骤e考虑所述视图的参考点。
23.如前述权利要求之一所述的方法，其中所述照片(3)和所述3D人物模型(1)显示处于相同姿势的所述人。
24.用于生成穿着可选择服装的所述人(11)的人工图像(7)的装置，该装置包括：
a)构件(9，13，15)，其用于提供所述人(11)的至少一部分的3D人物模型(1)；
b)构件(9)，其用于提供对应于所述3D人物模型(1)的所述人(11)的照片(3)；
c)构件，其用于提供与所述照片(3)相关的照明条件数据(2)；
d)构件，其用于选择服装；以及
e)构件，其用于生成作为所述照片(3)和所选择服装的渲染的3D服装模型(21)的组合的所述人工图像(7)，其中渲染所述3D服装模型(6)考虑所述照明条件数据(2)和所述3D人物模型(1)。
25.如权利要求24所述的装置，其中用于提供所述人(11)的至少一部分的3D人物模型(1)的构件包括至少以下之一：
-3D扫描仪(13)；
-深度传感器(15)；或者
-多个摄影制图照相机(9)。
26.如权利要求24或25所述的装置，其中用于提供对应于所述3D人物模型(1)的所述人(11)的照片(3)的构件(9)包括照相机(9)。
27.如权利要求25或26所述的装置，其中所述照相机(9)是所述摄影制图照相机(9)之一。
28.如权利要求24至27之一所述的装置，其中用于提供与所述照片(3)相关的照明条件数据(2)的装置包括环境传感器，其中所述环境传感器包括以下中的至少一者：
-球形成像系统；或
-球面镜。
29.如权利要求24至28之一所述的装置，其中用于选择所述服装的所述构件包括以下中的至少一个或更多：
-用户界面；
-数据库；和/或
-文档。
30.如权利要求24至29之一所述的装置，其中，用于生成人工图像(7)的构件被配置为根据权利要求1-23任一项所述方法而生成的穿着可选择服装的人(11)的人工图像(7)。
31.一种穿着可选择服装的人(11)的人工图像(7)，其根据权利要求1-23中任一项所述的方法生成。
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