CN112329227B - 一种运动服装版型生成方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种运动服装版型生成方法及系统，该方法通过生成目标人体三维模型，并在模型表面生成了四边形规范网格，通过附加所需要的张力值，结合质点‑弹簧系统得到目标服装三维模型。将目标服装三维模型映射到二维平面实现了运动服装版型的生成。本方法综合集成了三维扫描、机器视觉和图像处理等智能信息处理技术，实现了以张力为目标导向的运动服装自动化、数字化、智能化版型生成，保障了运动服装个性化版型的功能性和舒适性，提高了定制运动服装版型定制工作的高效性和准确性。

Description

一种运动服装版型生成方法及系统

技术领域

本发明涉及服装智能工程领域，特别是涉及一种运动服装版型生成方法及系统。

背景技术

运动服装在体育活动中发挥重要作用，合理的运动服装能够在运动过程中为人体不同部位提供不同的压力，能够有效提高运动动作的发挥水平，从而提高运动效果，保护运动员的运动健康。随着我国经济社会的发展和人民物质精神文明水平的提升，滑冰、自行车等体育比赛越来越多，与人们日常生活的联系日益紧密，这一类体育运动也逐渐成为青少年体育训练的重要项目。运动员对运动过程中的服装要求也从过去的单一款式向多类型、多款式、定制化转变，同时要求服装具有良好的功能性和舒适性。因此，现代运动服装需要针对不同的运动员体型和运动特点，满足运动项目对动作、款式、面料、版型的需求，实现运动服装的大规模个性化定制。

运动服装的大规模个性化定制是一项特定的任务，对服装的版型制作要求比较高。当要求紧身运动服装在人体特定位置满足一定的压力时，对服装版型的制作要求会进一步提高。服装对人体表面产生的压力是通过紧身服装的弹性收缩产生的，因此会要求服装版型在特定的人体部位满足自身的张力条件。传统的做法是根据人体尺寸参数，制作对应的服装版型，按照经验值设定缩放量，再经过试穿或虚拟试衣的软件操作步骤，根据着装压力或服装的变形进一步调整版型。这种方式操作过程繁琐，要达到特定的表面张力目标通常需要多次修改设计过程，并且无法准确地控制最终的表面张力目标。

因此，需要一种步骤简单、能够准确控制服装表面张力目标的运动服装版型生成方法及系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单、能够准确控制服装表面张力目标的运动服装版型生成方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种运动服装版型生成方法，包括：

根据目标人体，生成标准站姿下的目标人体三维模型；

根据所述目标人体三维模型的几何特征、图像特征和语义特征，构造所述目标人体三维模型的特征点、特征线，在所述目标人体三维模型的表面生成四边形规范网格，根据目标人体三维模型规范网格进一步生成纹理坐标映射图；

根据目标运动确定运动服装各部分在运动过程中的变形比例，根据所述变形比例确定所述目标人体三维模型规范网格各顶点的张力值，结合所述目标人体三维模型规范网格各顶点的纹理坐标生成横向张力图和纵向张力图；

根据各顶点的所述横向张力图和纵向张力图计算所述目标人体三维模型规范网格各边的张力；

构建质点-弹簧系统，并根据所述目标人体三维模型规范网格各边的张力、定制运动服装的目标面料物理属性和变形后所述目标人体三维模型规范网格各边的长度，基于广义胡克定律计算所述目标人体三维模型规范网格各边所对应的目标面料应有长度，得到目标服装三维模型；

将所述目标服装三维模型映射到二维平面，得到目标服装二维版型，完成运动服装的定制。

可选的，在所述目标人体三维模型表面生成四边形规范网格具体包括：

根据所述目标人体三维模型的对称中心，提取所述目标人体三维模型的竖直中立面，所述竖直中立面的截面曲线为前中线和后中线，根据所述前中线和所述后中线提取特征点；

将所述目标人体三维模型在竖直方向上分层，提取每一层的水平截面，将所述水平截面的截面曲线作为横向特征线；

以所述前中线、后中线与所述水平截面的交点为依据，将所述水平截面的截面曲线等分，连接各层截面曲线的等分点得到纵向特征线；

所述横向特征线与所述纵向特征线构成的多个四边形曲面即为四边形规范网格。

可选的，所述根据目标运动确定运动服装各部分在运动过程中的变形比例包括：

将所述目标人体三维模型表面四边形规范网格按照对角方式填充黑白颜色，根据生成的黑白格图案，使用目标面料制作黑白格紧身衣；

使所述目标人体穿着所述黑白格紧身衣，作出目标运动类型的典型动作，确定所述黑白格紧身衣的变形比例。

可选的，所述确定所述目标人体三维模型规范网格各顶点的张力值包括：

根据目标运动类型设定特定部位服装压力；

根据所述目标人体三维模型确定所述顶点的横向曲率半径和纵向曲率半径；

根据公式计算出所述顶点的横向张力值和纵向张力值，其中，P为服装压力，T_H为目标面料横向张力，R_H为顶点的横向曲率半径，T_V为目标面料纵向张力，R_V为顶点的纵向曲率半径。

可选的，所述根据各顶点的所述横向张力图和纵向张力图计算所述目标人体三维模型规范网格各边的张力具体为：

将所述目标人体三维模型规范网格中相邻两个顶点的横向张力值取平均得到所述相邻两点确定的边的横向张力值，将所述相邻两个顶点的纵向张力值取平均得到所述相邻两点确定的边的纵向张力值，得到所述目标人体三维模型规范网格中各边的横向张力值和纵向张力值。

可选的，在构造所述质点-弹簧系统时，将所述目标人体三维模型规范网格的顶点作为质点，所述质点之间通过弹簧连接，连接方式包括横向连接、纵向连接和斜对角连接，所述质点的质量为面料的单位质量，所述弹簧的变形系数为面料的弹性模量数值乘以预设系数。

可选的，利用质点-弹簧系统将所述目标服装三维模型映射到二维平面包括：

将所述目标服装三维模型根据语义特征划分为多个三维曲面，将所述三维曲面投影到水平面上，固定由两个所述质点确定的一条边，使所述质点仅受到所述弹簧的作用力，在水平面内进行所述质点-弹簧系统的时间积分，当所述质点-弹簧系统的形变量小于预设阈值时，得到的二维图形即为所述三维曲面对应的二维版型。

可选的，在得到所述目标服装三维模型后，根据标准人台生成标准人体三维模型，根据所述标准人体三维模型制作标准服装二维版型，再根据所述标准人体三维模型和所述标准服装二维版型得到标准服装三维模型，确定所述标准服装二维版型与所述标准服装三维模型之间的纹理坐标映射关系；

基于所述标准服装二维版型与所述标准服装三维模型之间的纹理坐标映射关系，由所述目标服装三维模型得到所述目标服装二维版型。

可选的，所述标准人台是与所述目标人体的身高、胸围尺寸最相近的标准人台。

可选的，在得到所述目标人体三维模型规范网格各顶点的张力值后，通过定义所述顶点的索引序号、所述规范网格纹理坐标和对应的力值形成张力数据文件。

本发明还提供了一种运动服装版型生成系统，所述系统包括：

模型生成模块，用于根据目标人体，生成标准站姿下的目标人体三维模型；

规范网格生成模块，用于根据所述目标人体三维模型的几何特征、图像特征和语义特征，构造所述目标人体三维模型的特征点、特征线，在所述目标人体三维模型的表面生成四边形规范网格，根据目标人体三维模型规范网格进一步生成纹理坐标映射图；

张力值附加模块，用于根据目标运动确定运动服装各部分在运动过程中的变形比例，根据所述变形比例确定所述目标人体三维模型规范网格各顶点的张力值，结合所述目标人体三维模型规范网格各顶点的纹理坐标生成横向张力图和纵向张力图；

张力值计算模块，用于根据各顶点的所述横向张力图和纵向张力图计算所述目标人体三维模型规范网格各边的张力；

服装模型计算模块，用于构建质点-弹簧系统，并根据所述目标人体三维模型规范网格各边的张力、定制运动服装的目标面料物理属性和变形后所述目标人体三维模型规范网格各边的长度，基于广义胡克定律计算所述目标人体三维模型规范网格各边所对应的目标面料应有长度，得到目标服装三维模型；

版型生成模块，用于将所述目标服装三维模型映射到二维平面，得到目标服装二维版型，完成运动服装的定制。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的一种运动服装版型生成方法及系统，以张力图为目标导向，计算得出目标服装二维版型，避免了对服装版型多次修改的繁琐操作，步骤简单。且对服装所需张力能够精确的控制，提高了定制运动服装版型定制工作的高效性和准确性，使得生成的服装更加符合用户的要求，有利于提升服装个性化定制服务的用户体验。将生成的张力图进行存储，有利于服装的重复定制和大规模定制。还可以利用标准人台作为对照，从而实现与传统版型不同的新式服装版型的生成，进一步提高了运动服装版型生成方法的适用范围，具有更好的灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种运动服装版型生成方法流程图；

图2为本发明实施例提供的目标人体三维模型示意图；

图3为本发明实施例提供的横向特征线示意图；

图4为本发明实施例提供的目标人体三维模型表面四边形规范网格示意图；

图5为本发明实施例提供的服装纹理坐标示意图；

图6为本发明实施例提供的服装腿部区域附加张力值示意图；

图7为本发明实施例提供的腿部区域张力图；

图8为本发明实施例提供的由目标服装三维模型得到目标服装二维版型过程示意图；

图9(a)为本发明实施例提供的标准服装三维模型，(b)为本发明实施例提供的目标服装三维模型；

图10为本发明实施例中生成的目标服装二维版型示意图；

图11为本发明实施例提供的一种运动服装版型生成系统结构框图。

符号说明：

1：目标服装三维模型的四边形规范网格，2-1：质点，2-2：弹簧，3：目标服装二维版型的四边形规范网格。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种步骤简单、能够准确控制服装表面张力目标的运动服装版型生成方法及系统，以张力图为目标导向，能够对服装的张力精确控制，使生成的服装更加符合用户的要求，提升用户体验。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例提供的一种运动服装版型生成方法包括：

步骤1：根据目标人体，生成标准站姿下的目标人体三维模型。使用三维扫描仪，如手执式扫描仪或集成式人体扫描仪，对以标准站姿站立的目标人体进行扫描，获得目标人体三维模型，如图2所示，将所述目标人体三维模型以三维图像标准形式存储。

步骤2：根据所述目标人体三维模型的几何特征、图像特征和语义特征，构造所述目标人体三维模型的特征点、特征线，在所述目标人体三维模型的表面生成四边形规范网格，根据目标人体三维模型规范网格进一步生成纹理坐标映射图。

步骤3：根据目标运动确定运动服装各部分在运动过程中的变形比例，根据所述变形比例确定所述目标人体三维模型规范网格各顶点的张力值，结合所述目标人体三维模型规范网格各顶点的纹理坐标生成横向张力图和纵向张力图。

步骤4：根据各顶点的所述横向张力图和纵向张力图计算所述目标人体三维模型规范网格各边的张力。

步骤5：构建质点-弹簧系统，并根据所述目标人体三维模型规范网格各边的张力、定制运动服装的目标面料物理属性和变形后所述目标人体三维模型规范网格各边的长度，基于广义胡克定律计算所述目标人体三维模型规范网格各边所对应的目标面料应有长度，得到目标服装三维模型。

步骤6：将所述目标服装三维模型映射到二维平面，得到目标服装二维版型，完成运动服装的定制。

其中，在步骤1得到所述目标人体三维模型后，按照所述三维模型各部分的语义，将模型大致划分为头部区域、躯干区域、手臂区域、腿部区域等几大部分。然后根据三维模型的顶点、极值点、曲率、交点、中心点等几何意义上的特征，结合图像像素尺度上的角点、边缘点等图像特征，在所述目标人体三维模型图像上提取模型的边缘曲线，将三维模型最终精确的划分为头部区域、躯干区域、手臂区域、腿部区域等区域，从而便于对每一部分分别进行讨论，提高服装版型设计的精确度。

根据所述目标人体三维模型的对称中心，提取所述目标人体三维模型的竖直中立面，如图3所示。将所述竖直中立面的截面曲线分为前中线和后中线，根据所述前中线和所述后中线提取特征点，如根据后中线可以提取腰围点、后颈点、前颈点等。根据提取的特征点能够对服装设计中的基础参数进行计算，如颈围、胸围、臀围、前中长、后中长、肩宽等。

然后将所述目标人体三维模型在竖直方向上分层，提取每一层的水平截面，将所述水平截面的截面曲线作为横向特征线，如图3中所示。值得注意的是，为了使生成的四边形规范网格更加便于服装版型的生成，可以以服装设计领域中腰围、胸围、臀围等重要设计数据所在的重要横向特征线为基础，按照实际需要确定剩余横向特征线。所述横向特征线之间的间距越密集，生成的服装版型精确度越高，同时所需的计算量越大，在实际应用中，用户可以根据对精确度的实际需要进行选择。

在确定所述横向特征线以后，以所述前中线、后中线与所述横向特征线的交点为依据，将所述横向特征线等分，连接各层截面曲线的等分点得到纵向特征线。同理，等分的份数越多，得到的四边形规范网格越密集，生成的服装版型精确度越高，所需计算量越大。在实际应用中可以根据自身需求进行选择。

所述横向特征线与所述纵向特征线构成了多个四边形曲面，所述多个四边形曲面组成了四边形规范网格，如图4所示。为了使后续步骤中对四边形规范网格更好的利用，将规范网格按照四边形拓扑结构分块平铺到纹理坐标图中，生成一个边长在0-1范围的正方形纹理图，如图5所示。所述规范网格各顶点在纹理图中对应一个唯一的纹理坐标，且在变形过程中纹理坐标保持不变，从而能够作为参照系，为后续的计算步骤提供依据，使计算过程更加简便易行。

在生成四边形规范网格后，将目标人体表面的四边形规范网格按照对角方式填充黑白颜色，根据生成的黑白格图案，使用目标面料制作黑白格紧身衣，使所述目标人体穿着所述黑白格紧身衣，作出目标运动类型的典型动作，如下蹲、曲腿等，确定所述黑白格紧身衣的变形比例。

为了更清楚地描述，本实施例以短道速滑运动为例进行说明。在短道速滑运动中，典型动作包括弯腰、下蹲、摆臂、曲腿等，使目标人体穿着黑白格紧身衣依次做出短道速滑运动中的各个动作，确定在动作过程中黑白格紧身衣变形部分的横向变形比例与纵向变形比例，并根据所述目标人体三维模型得到所述变形位置四边形规范网格顶点的横向曲率半径与纵向曲率半径。在实际应用过程中，为了进一步提高运动服装版型的设计精度，可以在目标人体做出每个动作时，都重新生成一个目标人体三维模型，由新的目标人体三维模型确定变形点的横向曲率半径与纵向曲率半径，从而对运动服装张力的计算更为精确，最终生成的运动服装版型也更加贴合客户的实际需要。

基于运动员的实际需要，设定在目标运动中需要运动服装对运动员提供的压力数值，根据公式计算出所述顶点的横向张力值和纵向张力值，其中，P为服装压力，T_H为目标面料横向张力，R_H为顶点的横向曲率半径，T_V为目标面料纵向张力，R_V为顶点的纵向曲率半径。

在得到规范网格各顶点的张力值后，将所述目标人体三维模型规范网格中相邻两个顶点的横向张力值取平均得到所述相邻两点确定的边的横向张力值，将所述相邻两个顶点的纵向张力值取平均得到所述相邻两点确定的边的纵向张力值，得到所述目标人体三维模型规范网格中各边的横向张力值和纵向张力值。

在得到所述目标人体三维模型规范网格各顶点的张力值后，还可以通过定义所述顶点的索引序号、所述规范网格纹理坐标和对应的力值形成张力数据文件。在下次进行定做或需要批量生产时能够通过加载对应位置张力数据文件的方式设置服装张力数值，从而进一步简化运动服装版型生成的流程。

此外，在确定所述黑白格紧身衣的变形比例后，还可以通过图形化交互的方式来为运动服装设置张力值。首先确定所述运动服装需要提供压力的部位，在对应部位设定一个张力范围，使用灰度图表示张力数值的大小。以图6中所示为例，在大腿前后部位增加了区域范围的张力。一般而言，腿部区域的压力主要由横向张力产生，根据面料纹路的特点，结合经验值在腿部区域赋予一定的张力值，在软件中对附加张力值后的服装进行模拟仿真，将变形比例与黑白格紧身衣的变形比例进行对照，调整张力值直至两者的变形比例误差在允许的范围内，将此时的张力值作为最终赋予规范网格的张力值，根据目标人体三维模型规范网格顶点的纹理坐标生成横向张力图与纵向张力图，如图7所示。这种确定张力值的方法更加直观清晰。也可以与上述计算得出张力值的方法结合使用，使得生成的服装版型更加准确，为定制者提供更好的服务。

在确定所述规范网格各边的张力值后，将所述规范网格离散化成有若干行列点和边的连接，如图8所示，将所述目标人体三维模型规范网格的顶点作为质点2-1，所述质点2-1之间通过弹簧2-2连接，连接方式包括横向连接、纵向连接和斜对角连接，所述质点2-1的质量为面料的单位质量，所述弹簧2-2的变形系数为面料的弹性模量数值乘以预设系数，构造一个质点-弹簧系统。

利用所述质点-弹簧系统，根据所述目标人体三维模型规范网格各边的张力、定制运动服装的目标面料物理属性和变形后所述目标人体三维模型规范网格各边的长度，基于广义胡克定律计算所述目标人体三维模型规范网格各边所对应的目标面料应有长度，得到目标服装三维模型。将所述规范网格各边的张力作为胡克定律中的弹力，根据目标面料的物理属性确定面料的弹性系数，将变形后规范网格各边长度作为弹簧延伸后的长度，计算得出弹簧在没有弹力的情况下的长度作为目标服装三维模型中规范网格的长度，得到目标服装三维模型，如图9(b)。

然后利用质点-弹簧系统将所述目标服装三维模型映射到二维平面，将所述目标服装三维模型根据语义特征划分为多个三维曲面，将所述三维曲面投影到水平面上，固定由两个所述质点2-1确定的一条边，使所述质点2-1仅受到所述弹簧2-2的作用力，在水平面内进行所述质点-弹簧系统的时间积分，当所述质点-弹簧系统的形变量小于预设阈值时，得到的二维图形即为所述三维曲面对应的二维版型。

当所需运动服装的款式比较新颖，按照常规的版型分割方式无法进行设计时，可以采用与标准人台对照的方式来生成目标服装二维版型。首先选择与目标人体的身高、胸围尺寸最相近的标准人台作为参照，扫描生成标准人体三维模型，以所述标准人体三维模型的参数为基准制作标准服装二维版型，如图9(a)中所示，再根据所述标准人体三维模型和所述标准服装二维版型得到标准服装三维模型，确定所述标准服装二维版型与所述标准服装三维模型之间的纹理坐标映射关系。然后基于所述标准服装二维版型与所述标准服装三维模型之间的纹理坐标映射关系，由所述目标服装三维模型得到所述目标服装二维版型，如图10。通过标准人台作为对照，使得本实施例中的服装版型设计方法不仅能够适用传统的版型设计，也能够适用于新型版型，提高了方法的普适性。

本实施例提供的运动服装版型生成方法，综合集成了三维扫描、机器视觉和图像处理等智能信息处理技术，实现了以张力为目标导向的运动服装自动化、数字化、智能化版型生成，保障了运动服装个性化版型的功能性和舒适性，提高了定制运动服装版型定制工作的高效性和准确性。

本实施例能实现针对目标人体并基于目标导向的个性化版型定制生成，促进新一代信息技术在服装智能制造工程领域得到广泛而深入的应用，拓展服装智能工程的应用领域。为运动服装个性化定制智能制版提供全新的技术手段和实用工具，提高紧身运动服装设计生产的自动化、智能化水平。

作为本发明的另一实施例，提供一种运动服装版型生成系统，如图11所示，包括：

模型生成模块，用于根据目标人体，生成标准站姿下的目标人体三维模型；

规范网格生成模块，用于根据所述目标人体三维模型的几何特征、图像特征和语义特征，构造所述目标人体三维模型的特征点、特征线，在所述目标人体三维模型的表面生成四边形规范网格，根据目标人体三维模型规范网格进一步生成纹理坐标映射图；

张力值附加模块，用于根据目标运动确定运动服装各部分在运动过程中的变形比例，根据所述变形比例确定所述目标人体三维模型规范网格各顶点的张力值，结合所述目标人体三维模型规范网格各顶点的纹理坐标生成横向张力图和纵向张力图；

张力值计算模块，用于根据各顶点的所述横向张力图和纵向张力图计算所述目标人体三维模型规范网格各边的张力；

服装模型计算模块，用于构建质点-弹簧系统，并根据所述目标人体三维模型规范网格各边的张力、定制运动服装的目标面料物理属性和变形后所述目标人体三维模型规范网格各边的长度，基于广义胡克定律计算所述目标人体三维模型规范网格各边所对应的目标面料应有长度，得到目标服装三维模型；

版型生成模块，用于将所述目标服装三维模型映射到二维平面，得到目标服装二维版型，完成运动服装的定制。

所述规范网格生成模块包括：

特征点提取单元，用于根据所述目标人体三维模型的对称中心，提取所述目标人体三维模型的竖直中立面，所述竖直中立面的截面曲线为前中线和后中线，根据所述前中线和所述后中线提取特征点；

横向特征线生成单元，用于将所述目标人体三维模型在竖直方向上分层，提取每一层的水平截面，将所述水平截面的截面曲线作为横向特征线；

纵向特征线生成单元，用于以所述前中线、后中线与所述水平截面的交点为依据，将所述水平截面的截面曲线等分，连接各层截面曲线的等分点得到纵向特征线；

规范网格单元，用于所述横向特征线与所述纵向特征线构成的多个四边形曲面即为四边形规范网格。

所述张力值附加模块包括变形比例确定单元与顶点张力值计算单元，其中，变形比例确定单元用于将所述目标人体表面四边形规范网格按照对角方式填充黑白颜色，根据生成的黑白格图案，使用目标面料制作黑白格紧身衣，使所述目标人体穿着所述黑白格紧身衣，作出目标运动类型的典型动作，确定所述黑白格紧身衣的变形比例。

张力值计算单元又包括：

压力确定子单元，用于根据目标运动类型设定特定部位服装压力；

曲率半径子单元，用于根据所述目标人体三维模型确定所述顶点的横向曲率半径和纵向曲率半径；

张力值确定子单元，用于根据公式计算出所述顶点的横向张力值和纵向张力值，其中，P为服装压力，T_H为目标面料横向张力，R_H为顶点的横向曲率半径，T_V为目标面料纵向张力，R_V为顶点的纵向曲率半径。

所述张力值计算模块用于将所述目标人体三维模型规范网格中相邻两个顶点的横向张力值取平均得到所述相邻两点确定的边的横向张力值，将所述相邻两个顶点的纵向张力值取平均得到所述相邻两点确定的边的纵向张力值，得到所述目标人体三维模型规范网格中各边的横向张力值和纵向张力值。

所述服装模型计算模块中，包括质点-弹簧系统构建单元，所述质点-弹簧系统构建单元用于在构造所述质点-弹簧系统时，将所述目标人体三维模型规范网格的顶点作为质点，所述质点之间通过弹簧连接，连接方式包括横向连接、纵向连接和斜对角连接，所述质点的质量为面料的单位质量，所述弹簧的变形系数为面料的弹性模量数值乘以预设系数。

所述版型生成模块包括版型映射单元，所述版型映射单元用于将所述目标服装三维模型根据语义特征划分为多个三维曲面，将所述三维曲面投影到水平面上，固定由两个所述质点确定的一条边，使所述质点仅受到所述弹簧的作用力，在水平面内进行所述质点-弹簧系统的时间积分，当所述质点-弹簧系统的形变量小于预设阈值时，得到的二维图形即为所述三维曲面对应的二维版型。

为了提高系统的普适性，系统中还包括映射关系获取模块和二维版型确定模块。

所述映射关系获取模块用于在得到所述目标服装三维模型后，根据标准人台生成标准人体三维模型，根据所述标准人体三维模型制作标准服装二维版型，再根据所述标准人体三维模型和所述标准服装二维版型得到标准服装三维模型，确定所述标准服装二维版型与所述标准服装三维模型之间的纹理坐标映射关系；

所述二维版型确定模块用于基于所述标准服装二维版型与所述标准服装三维模型之间的纹理坐标映射关系，由所述目标服装三维模型得到所述目标服装二维版型。

为了进一步提高服装版型生成过程的便捷性，系统中还包括张力值存储模块，用于在得到所述目标人体三维模型规范网格各顶点的张力值后，通过定义所述顶点的索引序号、所述规范网格纹理坐标和对应的力值形成张力数据文件。

本说明书中每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种运动服装版型生成方法，其特征在于，所述方法包括：

根据目标人体，生成标准站姿下的目标人体三维模型；

根据所述目标人体三维模型的几何特征、图像特征和语义特征，构造所述目标人体三维模型的特征点、特征线，在所述目标人体三维模型的表面生成四边形规范网格，根据目标人体三维模型规范网格进一步生成纹理坐标映射图；

根据目标运动确定运动服装各部分在运动过程中的变形比例，根据所述变形比例确定所述目标人体三维模型规范网格各顶点的张力值，结合所述目标人体三维模型规范网格各顶点的纹理坐标生成横向张力图和纵向张力图；

根据各顶点的所述横向张力图和纵向张力图计算所述目标人体三维模型规范网格各边的张力；

构建质点-弹簧系统，并根据所述目标人体三维模型规范网格各边的张力、定制运动服装的目标面料物理属性和变形后所述目标人体三维模型规范网格各边的长度，基于广义胡克定律计算所述目标人体三维模型规范网格各边所对应的目标面料应有长度，得到目标服装三维模型；

将所述目标服装三维模型映射到二维平面，得到目标服装二维版型，完成运动服装的定制。

2.根据权利要求1所述的一种运动服装版型生成方法，其特征在于，在所述目标人体三维模型表面生成四边形规范网格具体包括：

根据所述目标人体三维模型的对称中心，提取所述目标人体三维模型的竖直中立面，所述竖直中立面的截面曲线为前中线和后中线，根据所述前中线和所述后中线提取特征点；

将所述目标人体三维模型在竖直方向上分层，提取每一层的水平截面，将所述水平截面的截面曲线作为横向特征线；

以所述前中线、后中线与所述水平截面的交点为依据，将所述水平截面的截面曲线等分，连接各层截面曲线的等分点得到纵向特征线；

所述横向特征线与所述纵向特征线构成的多个四边形曲面即为四边形规范网格。

3.根据权利要求1所述的一种运动服装版型生成方法，其特征在于，所述根据目标运动确定运动服装各部分在运动过程中的变形比例包括：

将所述目标人体表面四边形规范网格按照对角方式填充黑白颜色，根据生成的黑白格图案使用目标面料制作黑白格紧身衣；

使所述目标人体穿着所述黑白格紧身衣，作出目标运动类型的典型动作，确定所述黑白格紧身衣的变形比例。

4.根据权利要求1所述的一种运动服装版型生成方法，其特征在于，所述确定所述目标人体三维模型规范网格各顶点的张力值包括：

根据目标运动类型设定特定部位服装压力；

根据所述目标人体三维模型确定所述顶点的横向曲率半径和纵向曲率半径；

根据公式计算出所述顶点的横向张力值和纵向张力值，其中，P为服装压力，T_H为目标面料横向张力，R_H为顶点的横向曲率半径，T_V为目标面料纵向张力，R_V为顶点的纵向曲率半径。

5.根据权利要求1所述的一种运动服装版型生成方法，其特征在于，所述根据各顶点的所述横向张力图和纵向张力图计算所述目标人体三维模型规范网格各边的张力具体为：

将所述目标人体三维模型规范网格中相邻两个顶点的横向张力值取平均得到所述相邻两个顶点确定的边的横向张力值，将所述相邻两个顶点的纵向张力值取平均得到所述相邻两个顶点确定的边的纵向张力值，得到所述目标人体三维模型规范网格中各边的横向张力值和纵向张力值。

6.根据权利要求1所述的一种运动服装版型生成方法，其特征在于，在构造所述质点-弹簧系统时，将所述目标人体三维模型规范网格的顶点作为质点，所述质点之间通过弹簧连接，连接方式包括横向连接、纵向连接和斜对角连接，所述质点的质量为面料的单位质量，所述弹簧的变形系数为面料的弹性模量数值乘以预设系数。

7.根据权利要求1所述的一种运动服装版型生成方法，其特征在于，利用质点-弹簧系统将所述目标服装三维模型映射到二维平面包括：

将所述目标服装三维模型根据语义特征划分为多个三维曲面，将所述三维曲面投影到水平面上，固定由两个所述质点确定的一条边，使所述质点仅受到所述弹簧的作用力，在水平面内进行所述质点-弹簧系统的时间积分，当所述质点-弹簧系统的形变量小于预设阈值时，得到的二维图形即为所述三维曲面对应的二维版型。

8.根据权利要求1所述的一种运动服装版型生成方法，其特征在于，在得到所述目标服装三维模型后，根据标准人台生成标准人体三维模型，根据所述标准人体三维模型制作标准服装二维版型，再根据所述标准人体三维模型和所述标准服装二维版型得到标准服装三维模型，确定所述标准服装二维版型与所述标准服装三维模型之间的纹理坐标映射关系；

基于所述标准服装二维版型与所述标准服装三维模型之间的纹理坐标映射关系，由所述目标服装三维模型得到所述目标服装二维版型。

9.根据权利要求8所述的一种运动服装版型生成方法，其特征在于，所述标准人台是与所述目标人体的身高、胸围尺寸最相近的标准人台。

10.根据权利要求1所述的一种运动服装版型生成方法，其特征在于，在得到所述目标人体三维模型规范网格各顶点的张力值后，通过定义所述顶点的索引序号、所述规范网格纹理坐标和对应的张力值形成张力数据文件。

11.一种运动服装版型生成系统，其特征在于，所述系统包括：

模型生成模块，用于根据目标人体，生成标准站姿下的目标人体三维模型；

规范网格生成模块，用于根据所述目标人体三维模型的几何特征、图像特征和语义特征，构造所述目标人体三维模型的特征点、特征线，在所述目标人体三维模型的表面生成四边形规范网格，根据目标人体三维模型规范网格进一步生成纹理坐标映射图；

张力值附加模块，用于根据目标运动确定运动服装各部分在运动过程中的变形比例，根据所述变形比例确定所述目标人体三维模型规范网格各顶点的张力值，结合所述目标人体三维模型规范网格各顶点的纹理坐标生成横向张力图和纵向张力图；

张力值计算模块，用于根据各顶点的所述横向张力图和纵向张力图计算所述目标人体三维模型规范网格各边的张力；

服装模型计算模块，用于构建质点-弹簧系统，并根据所述目标人体三维模型规范网格各边的张力、定制运动服装的目标面料物理属性和变形后所述目标人体三维模型规范网格各边的长度，基于广义胡克定律计算所述目标人体三维模型规范网格各边所对应的目标面料应有长度，得到目标服装三维模型；

版型生成模块，用于将所述目标服装三维模型映射到二维平面，得到目标服装二维版型，完成运动服装的定制。