CN108717725A - 一种基于虚拟现实的球形关节人偶紧身抹胸原型设计方法 - Google Patents

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王建萍
王竹君
徐朔
孙依旻
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Donghua University
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Donghua University
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Abstract

本发明涉及一种基于虚拟现实的人偶紧身抹胸原型设计方法，包括以下步骤：采集球形关节人偶净体点云数据；对人偶躯干点云数据进行包括点云去噪、点云数据精简处理，形成精简的人偶躯干点云模型；对精简的人偶躯干点云模型进行处理实现多边形的规则化，生成人偶躯干表面多边形模型；在多边形模型上，拟合生成人偶躯干的NURBS曲面模型；在人偶躯干曲面模型上，设置人偶紧身抹胸原型结构线，并分解生成原型前后片的3D曲面样片；根据结构线，分别展开前后片的3D曲面样片，生成人偶紧身抹胸原型的2D平面样板。本发明能够直接有效地对利用其进行人偶紧身抹胸服装的设计。

Description

一种基于虚拟现实的球形关节人偶紧身抹胸原型设计方法
技术领域
本发明涉及服装结构设计技术领域，特别是涉及一种基于虚拟现实的球形关节人偶紧身抹胸原型设计方法。
背景技术
球形关节人偶(Ball-jointedDoll，简称BJD)，是非常重要的服装信息传播与交流的载体。其历史悠久，可上溯至古典欧洲，传入日本后在近数十年来得到了快速的发展，是古老的艺术与流行文化结合之下所诞生的产物，精雕细琢的外观和逼真的容貌使其具有极高的文化价值和收藏价值，而成为玩具界的奢侈品。因此，构建人偶紧身抹胸原型有助于人偶合体服装的个性化批量定制，同时，也有利于开发真人穿用的各种紧身胸衣和COSPLAY等服装。
由于球形关节人偶在国内尚处于萌芽时期，消费市场刚刚形成，一些关键技术，如人偶服装结构设计及制作技术，由于人偶服装的风格多样，仿真程度相当高，加之尺寸远小于真人服装，工艺愈加繁杂，故多采用传统的立体裁剪制作的方式，比较费时、费力、费料。尚未有基于虚拟现实技术的、高效便捷的、可实现由人偶虚拟模型至人偶紧身抹胸原型转变的设计方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于虚拟现实的球形关节人偶紧身抹胸原型设计方法，能够直接有效地对利用其进行人偶紧身抹胸服装的设计。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于虚拟现实的球形关节人偶紧身抹胸原型设计方法，包括以下步骤：
(1)采集人偶净体点云数据，删除无关部分，保留躯干部分的点云数据；
(2)对人偶躯干点云数据进行点云去噪处理和点云数据精简处理，保留主要形态和局部细节，形成精简的人偶躯干点云模型；
(3)对精简的人偶躯干点云模型进行多边形化，并填补孔洞、表面修复，再通过简化多边形和松弛处理实现多边形的规则化，生成封闭的、光顺的人偶躯干表面多边形模型；
(4)在多边形模型上，对曲面片进行检查、修复、松弛后，拟合生成人偶躯干的NURBS曲面模型；
(5)在NURBS曲面模型上，设置人偶抹胸原型结构线，并分解生成原型前后片的3D曲面样片；
(6)根据结构线，分别展开前后片的3D曲面样片，生成人偶抹胸原型的2D平面样板。
所述步骤(1)中采用非接触式三维扫描的方式采集人偶净体点云数据。
所述步骤(2)中的点云去噪处理为采用直接观察法和曲线检查法相结合的方式对点云数据进行去噪；其中，曲线检查法是指利用最小二乘法，在通过截面数据的首末数据点上，拟合得到一条样条曲线S(x)，之后计算中间的数据点到此样条曲线S(x)的偏差δi，若δi超过允许的范围，则将该点剔除。
所述步骤(2)中的点云精简处理是选择弦高差方法对点云数据进行精简，即删除弦高值小于所设定值的点。
所述步骤(4)中用非均匀有理B样条曲面拟合三维人偶躯干表面，根据参数曲面理论，给定参数轴u和v的节点矢量：p×q阶B样条曲面数学模型定义为其中，Pi,j是空间中给定的(n+1)×(m+1)控制点，通常称为S(u,v)的控制顶点，Ni,p(u)，Nj,q(v)分别是关于在节点矢量U,V的p阶和q阶的B样条基函数。
所述步骤(6)中的展开前后片的3D曲面样片时基于三角形网格边长展开后不变原则和三角形网格面积展开后不变原则进行展开。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明基于虚拟现实技术进行三维建模，建立人偶躯干的NURBS曲面模型，进而在模型表面直接设置人偶紧身抹胸原型结构线，并根据结构线虚拟展开获得紧身抹胸原型，从而高效便捷地实现从人偶三维模型到人偶紧身抹胸原型的转变，省时、省力、省料。本发明获得的人偶紧身抹胸原型，无需考虑服装材质变量，适用性广，既可用于人偶抹胸服装及人偶各类紧身胸衣的个性化定制，亦可用于工业化批量生产，同时，进一步可便于开发可用于真人穿着的各种紧身胸衣和COSPLAY等服饰。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是人偶躯干三维曲面模型图；
图3是人偶紧身抹胸原型结构线设置示意图；
图4是人偶紧身抹胸原型三维示意图；
图5是人偶紧身抹胸原型三维裁片的展开原理图；
图6是人偶紧身抹胸原型二维平面结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种基于虚拟现实的人偶紧身抹胸原型设计方法，如图1所示，包括以下步骤：采集球形关节人偶净体点云数据，删除人偶的头部、四肢等无关部分，保留躯干部分的点云数据；对人偶躯干点云数据进行包括点云去噪、点云数据精简等处理，保留主要形态和局部细节，形成精简的人偶躯干点云模型；对人偶躯干点云模型进行多边形化，并填补孔洞、表面修复，再通过简化多边形、松弛等处理实现多边形的规则化，生成封闭的、光顺的人偶躯干表面多边形模型；在多边形模型上，对曲面片进行检查、修复、松弛后，拟合生成人偶躯干的NURBS曲面模型；在人偶躯干曲面模型上，设置人偶紧身抹胸原型结构线，并分解生成原型前后片的3D曲面样片；根据结构线，分别展开前后片的3D曲面样片，生成人偶紧身抹胸原型的2D平面样板。
本发明利用虚拟现实的方法，可有效、准确地构建球形关节人偶紧身抹胸原型。
下面以三分球形关节人偶(即相当于真实人体的三分之一比例)紧身抹胸原型构建的实施例对本发明进行详细的说明。三分球形关节人偶的控制部位尺寸如表1所示。
表1三分球形关节人偶的控制部位尺寸(单位：cm)
(1)三分球形关节人偶净体数据采集
采用三维人体扫描仪对三分球形关节人偶进行数据采集，三维扫描时，被测人偶两腿直立，两腿略分开与肩同宽，两臂略离开躯干。因人偶服装紧身原型只与人偶躯干部分密切相关，为减少数据处理的复杂性，删除头部、四肢等无关部分，初步建立人偶躯干的点云模型。
(2)三维人偶躯干曲面模型的构建
对获得的人偶躯干点云模型进行预处理，包括：点云去噪、点云精简、多边形化、填补孔洞、表面修复、多边形规则化等。
其中，点云去噪处理为采用直接观察法和曲线检查法相结合的方式对点云数据进行去噪。
本发明提出用非均匀有理B样条曲面(NURBS)拟合三维人偶躯干表面，根据参数曲面理论，给定参数轴u和v的节点矢量：
p×q阶B样条曲面数学模型定义为：
其中，Pi,j是空间中给定的(n+1)×(m+1)控制点，通常称为S(u,v)的控制顶点，Ni,p(u)，Nj,q(v)分别是关于在节点矢量U,V的p阶和q阶的B样条基函数。
B样条特别适合于创建复杂的曲面造型，因此，所建的人偶躯干曲面模型可通过修改控制点来进行局部修改而不会影响整体曲面的特性。图2是所构建的三维人偶躯干曲面模型。
(3)人偶紧身抹胸原型结构线的设置
根据服装结构设计原理，在三维曲面模型上设置人偶服装紧身原型的结构线，如图3所示。
其中，AB位于人偶的前中心线上，AB长为10cm；AD垂直于AB，长为2.65cm；BP点至AD的距离为1.5cm；EF位于人偶的后中心线上，长为7cm；EG、FH垂直于EF；EG与AD相距2cm；GH垂直于FH；AG、BH、CD为造型线。
裁去多余曲面后，如图4所示；
(4)三维人偶紧身抹胸原型样片的展开
服装中三维曲面到二维平面的展开原理如图5所示，其展开规则为：
(三角形网格边长展开后不变原则)
(三角形网格面积展开后不变原则)
其中，指的是展开前构成3D服装表面第i个三角网格的边长；指的是展开后构成3D服装表面第i个三角网格的边长；指的是展开前构成3D服装表面第i个三角网格的面积；指的是展开后构成3D服装表面第i个三角网格的面积；m表示构成3D服装表面的所有三角网格所包含边的数量；n表示构成3D服装表面的所有三角网格的数量。
根据以上原理，可对人偶躯干曲面进行3D-2D展开。具体做法为：通过对人偶躯干表面进行三角剖分，得到近似三角片表面结构，剖分精度可人为控制，根据前述规则展开到2D平面上，展平后的人偶紧身抹胸原型二维平面裁片结构如图6所示。
(5)人偶紧身抹胸原型的应用
利用三维展开后所得的人偶紧身抹胸原型设计了三款人偶紧身衣，效果令人满意。
由此可见，本发明只需对人偶进行三维扫描，构建三维曲面，在曲面上直接绘制款式结构线，再按结构线将三维曲面展开，即可获取人偶紧身抹胸原型的二维平面样板。本发明可以很好的用于人偶服装，及紧身胸衣类服装的个性化和大批量定制生产，同时，对改进紧身胸衣类服装结构有指导作用。

Claims (6)

1.一种基于虚拟现实的球形关节人偶紧身抹胸原型设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集人偶净体点云数据，删除无关部分，保留躯干部分的点云数据；
(2)对人偶躯干点云数据进行点云去噪处理和点云数据精简处理，保留主要形态和局部细节，形成精简的人偶躯干点云模型；
(3)对精简的人偶躯干点云模型进行多边形化，并填补孔洞、表面修复，再通过简化多边形和松弛处理实现多边形的规则化，生成封闭的、光顺的人偶躯干表面多边形模型；
(4)在多边形模型上，对曲面片进行检查、修复、松弛后，拟合生成人偶躯干的NURBS曲面模型；
(5)在NURBS曲面模型上，设置人偶抹胸原型结构线，并分解生成原型前后片的3D曲面样片；
(6)根据结构线，分别展开前后片的3D曲面样片，生成人偶抹胸原型的2D平面样板。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的球形关节人偶紧身抹胸原型设计方法，其特征在于，所述步骤(1)中采用非接触式三维扫描的方式采集人偶净体点云数据。
3.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的球形关节人偶紧身抹胸原型设计方法，其特征在于，所述步骤(2)中的点云去噪处理为采用直接观察法和曲线检查法相结合的方式对点云数据进行去噪；其中，曲线检查法是指利用最小二乘法，在通过截面数据的首末数据点上，拟合得到一条样条曲线S(x)，之后计算中间的数据点到此样条曲线S(x)的偏差δi，若δi超过允许的范围，则将该点剔除。
4.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的球形关节人偶紧身抹胸原型设计方法，其特征在于，所述步骤(2)中的点云精简处理是选择弦高差方法对点云数据进行精简，即删除弦高值小于所设定值的点。
5.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的球形关节人偶紧身抹胸原型设计方法，其特征在于，所述步骤(4)中用非均匀有理B样条曲面拟合三维人偶躯干表面，根据参数曲面理论，给定参数轴u和v的节点矢量：p×q阶B样条曲面数学模型定义为u,v∈(0,1)，其中，Pi,j是空间中给定的(n+1)×(m+1)控制点，通常称为S(u,v)的控制顶点，Ni,p(u)，Nj,q(v)分别是关于在节点矢量U,V的p阶和q阶的B样条基函数。
6.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的球形关节人偶紧身抹胸原型设计方法，其特征在于，所述步骤(6)中的展开前后片的3D曲面样片时基于三角形网格边长展开后不变原则和三角形网格面积展开后不变原则进行展开。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114519226A (zh) * 2022-02-14 2022-05-20 上海龙宫科技有限公司 一种适用于建筑cad设计软件的管状物光顺抗畸形绘制算法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105495812A (zh) * 2016-02-10 2016-04-20 刘凯旋 一种服装样板的制作方法
CN107239612A (zh) * 2017-06-05 2017-10-10 吉林大学 一种基于断裂面三维重构的裂解连杆建模方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105495812A (zh) * 2016-02-10 2016-04-20 刘凯旋 一种服装样板的制作方法
CN107239612A (zh) * 2017-06-05 2017-10-10 吉林大学 一种基于断裂面三维重构的裂解连杆建模方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
厦门市科学技术协会 编: "《厦门市科协2005年学术年会暨福建省科协第五届学术年会卫星会议论文集》", 31 October 2005, 北京：海洋出版社 *
吴冠雄: "《基于非接触测量获取点云数据的预处理》", 《天津职业院校联合学报》 *
王建萍: "《基于曲面造型技术文胸结构设计研究》", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
谢宏全等: "《地面三维激光扫描技术与应用》", 29 February 2016, 武汉大学出版社 *
赵兴东 等: "《矿用三维激光数字测量原理及其工程应用》", 31 January 2016 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114519226A (zh) * 2022-02-14 2022-05-20 上海龙宫科技有限公司 一种适用于建筑cad设计软件的管状物光顺抗畸形绘制算法

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