CN114730101A - 使用面部特征的3d扫描来调整库存眼镜框架的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于使用计算机系统生成眼镜产品的3D计算机模型的系统和方法，所述方法包括获得包含多个产品框架的库存；扫描用户解剖结构；提取所述用户解剖结构的测量值；基于所述提取的所述用户解剖结构测量值，获得所述用户解剖结构的轮廓和/或表面的第一模型；基于所述用户解剖结构的所述轮廓和/或所述表面，识别所述多个产品框架中的第一产品框架；基于所述用户解剖结构的所述轮廓和/或所述表面确定对所述第一产品框架的调整；生成第二模型渲染，其包含与所述用户解剖结构的所述轮廓和/或所述表面相匹配的所述调整后的第一产品框架。

Description

使用面部特征的3D扫描来调整库存眼镜框架的系统和方法

相关专利申请

本专利申请案主张于2019年9月24日提交的编号为62/904,883的美国临时专利申请案的优先权，该专利中的内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明的各种实施例通常涉及眼镜定制。详细地讲，本发明公开了用于使用面部特征扫描来接受库存眼镜框架的系统和方法。

背景技术

眼镜是最常见的批量生产产品，具有特定样式，相应样式有一种或两种通用颜色和大小可供选择。顾客很难找到一副完美契合其独特品味、面部解剖结构和需求的眼镜。目前，顾客可能会前往眼镜店或配镜师处配镜，配镜师可能会对顾客的面部进行测量，并根据测量结果和配镜处方推荐眼镜框架，从而帮助缩小顾客对眼镜的选择范围。此外，顾客可以选择眼镜框架，配镜师/实验室技术人员可以将镜片插入选定的框架中，而后顾客可以试戴组装好的眼镜。通常，需要调整眼镜以便与顾客面部拟合。许多顾客选择前往实体眼镜店寻求现场帮助，在实体店中，配镜师可能会对顾客的面部或眼睛进行相应测量，以帮助选择眼镜并使眼镜与顾客面部拟合。在此过程中，顾客必须到场进行验光配镜。需要亲自到场这一问题较为麻烦。此外，这些过程中容易出现偏差或误差，这取决于配镜师在测量时产生的人为误差、配镜师培训、使用的测量工具、顾客在测量时移动等。

因此，期望能够在无需顾客亲自到场的情况下进行眼镜拟合。除了其他消费者体验、经济目标以及改进系统带来的益处之外，还期望能够更好地确保测量值的准确性。

前述一般性描述和以下详细描述仅仅是示例性和解释性描述，而非对本发明构成限制。

发明内容

根据本发明的某些方面，本发明公开了用于执行以下操作的系统和方法：对人体面部和库存框架进行建模以便生产定制库存框架产品；以及生成用于调整和预览根据本发明的示例性实施例的库存眼镜框架的指令。

根据实施例，生成用于调整和预览根据本发明的示例性实施例的库存眼镜框架的指令的方法包括：接收多个眼镜框架的3D扫描和/或3D CAD文件；获取个体面部的3D扫描和/或图像；从所述3D扫描和/或图像中提取所述个体面部的面部测量值；基于所述提取的所述个体面部的面部测量值和所述多个框架的3D扫描和/或3D CAD文件计算拟合参数；基于美学、拟合度、可调整性和/或光学约束条件，识别满足所述计算出的拟合参数要求的所述多个框架的已过滤子集；选择满足所述计算出的拟合参数要求的所述已过滤框架子集中的其中一个或接收对所述已过滤框架子集中其中一个的选择；根据一项或更多项美学、拟合度、可调整性和/或光学约束条件，基于所述个体的提取面部测量值调整所述选定框架的3D框架模型；求解与所述3D框架模型相关的佩戴镜片测量值相对于所述个体的提取面部测量值的3D位置；基于所述求解的3D位置通过所述个体面部的图像和/或3D扫描预览所述调整后的3D框架模型；以及生成用于调整所述选定框架的实物对以匹配调整后的3D框架模型的指令。

根据另一实施例，生成用于调整和预览根据本发明的示例性实施例的库存眼镜框架的指令的系统包括：至少一个存储指令的存储器；以及至少一个被配置成执行所述指令以进行操作的处理器，所述操作包括：接收多个眼镜框架的3D扫描和/或3D CAD文件；获取个体面部的3D扫描和/或图像；从所述3D扫描和/或图像中提取所述个体面部的面部测量值；基于所述提取的所述个体面部的面部测量值和所述多个框架的3D扫描和/或3D CAD文件计算拟合参数；基于美学、拟合度、可调整性和/或光学约束条件，识别满足所述计算出的拟合参数要求的所述多个框架的已过滤子集；选择满足所述计算出的拟合参数要求的所述已过滤框架子集中的其中一个或接收对所述已过滤框架子集中其中一个的选择；根据一项或更多项美学、拟合度、可调整性和/或光学约束条件，基于所述个体的提取面部测量值调整所述选定框架的3D框架模型；求解与所述3D框架模型相关的佩戴镜片测量值相对于所述个体的提取面部测量值的3D位置；基于所述求解的3D位置通过所述个体面部的图像和/或3D扫描预览所述调整后的3D框架模型；以及生成用于调整所述选定框架的实物对以匹配调整后的3D框架模型的指令。

根据另一实施例，用于执行以下操作的计算机实现的方法：获得包含多个产品框架的库存；扫描用户解剖结构；提取所述用户解剖结构的测量值；基于所述用户解剖结构的所述提取测量值，获得所述用户解剖结构的轮廓和/或表面的第一模型；基于所述用户解剖结构的所述轮廓和/或所述表面，识别所述多个产品框架中的第一产品框架；基于所述用户解剖结构的所述轮廓和/或所述表面确定对所述第一产品框架的调整；生成第二模型渲染，其包含与所述用户解剖结构的所述轮廓和/或所述表面相匹配的所述调整后的第一产品框架。

应当理解，前述一般性描述和以下详细描述仅仅是示例性和解释性描述，而非对所揭示和主张的实施例构成限制。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施例的用于执行以下操作的示例性系统和网络的框图：对人体面部和库存框架进行建模以便生产定制库存框架产品；以及生成用于调整和预览库存眼镜框架的指令。

图2A描绘了根据本发明的实施例的示例性解剖模型。

图2B描绘了根据本发明的实施例的特定于用户的眼镜产品的示例性参数模型。

图2C描绘了根据本发明的实施例的模型眼镜的示例性显示。

图3描绘了根据本发明的实施例的生成用于调整和预览库存眼镜框架的指令的示例性方法的流程图。

图4A描绘了根据本发明的实施例的对人体面部和眼镜框架进行建模以生产定制库存框架产品的另一示例性方法的流程图。

图4B描绘了根据本发明的实施例的生成用于调整和预览库存眼镜框架的指令的示例性方法的流程图。

图5A描绘了根据本发明的实施例的用于为第一顾客调整库存框架样式的示例指令。

图5B描绘了根据本发明的实施例的用于为第二顾客调整所述库存框架样式的示例指令。

图5C描绘了图5A中根据本发明的实施例的用于为所述第一顾客调整所述库存框架样式的示例指令的1:1比例版本。

图5D描绘了图5B中根据本发明的实施例的用于为所述第二顾客调整所述库存框架样式的示例指令的1:1比例版本。

图6包括根据本发明的实施例的生成或捕获数字输入以构建按比例缩放重建结构的视觉描绘。

具体实施方式

现将详细参考本发明的示例性实施例，其示例在附图中图解说明。如有可能，整个附图将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。

通过举例以及参考附图，详细描述本文所揭示的系统、装置和方法。本文所讨论的示例仅仅是示例，并且提供以用于帮助说明本文所述的器具、装置、系统和方法。附图中所示的或下文所讨论的特征或组成部分都不应被理解为强制性地具体实现这些装置、系统或方法中的任一项，除非具体指定为强制实现项。

此外，对于所述的任何方法(无论是否结合流程图描述所述方法)，应当理解，除非另有说明或上下文需要，否则实施方法时执行的步骤的任何明示或暗示排序均不意味着这些步骤必须按所呈现的顺序来执行，而是可以按不同的顺序或并行执行。

本文中使用的术语“示例性”用于表示“示例”，而非“理想的”。此外，术语“一”和“一个”在本文中并非表示对数量的限制，而是表示一个或更多个所提及物品的存在。

本发明的实施例涉及用于使用顾客面部扫描调整眼镜框架和镜片的参数以便给顾客配镜的系统。所述扫描可以包含三维(3D)扫描，所述眼镜框架可以包含库存框架。库存眼镜框架还可以称为“立即可戴的”或“现货供应的”眼镜。换句话说，库存眼镜框架可以是相对大量地制造且通常并非由制造商定制以与一个或更多个特定个体拟合的眼镜框架类型和样式。库存眼镜可以被视为是“一体适用”眼镜，由配镜师进行调整以与每个个体用户拟合。

所述调整后的几何参数可以确保运送至眼镜店的眼镜和/或顾客适用，无需配镜师进行额外拟合或调整。所述调整可以使库存框架与顾客面部拟合，并且与镜片拟合，以优化顾客的光学性能。例如，所揭示的系统和方法可以提供带有指令或示意图的界面，以帮助眼镜专业人士(例如，配镜师或实验室技术人员)利用参数调整眼镜，以便定位所述库存眼镜和镜片，从而实现预期光学性能。所揭示的系统和方法还可以基于对顾客面部的扫描自动计算或提供眼镜调整。

配镜师可以对框架进行物理调整直到它拟合良好，然后可以手动(例如，使用Sharpie记号笔标记，然后手动测量)或使用各种数字/光学测量技术(例如，通过将具有已知大小和彼此之间的相对距离的基准点的装置夹在所述框架上，然后使用单相机或多相机器具测量基准点相对于瞳孔位置的位置，以求解光学测量值)进行光学测量。

本发明的系统和方法可以仅使用顾客面部扫描来帮助眼镜专业人士调整库存眼镜，使其与顾客拟合。这可以在无需顾客亲自前往眼镜店或亲自到场的情况下为顾客拟合定制框架。所述系统和方法可以降低眼科专业人士拟合的可变性或不准确性。

根据实施例，可以通过3D扫描框架库存中的每个框架和/或导入框架的3D CAD文件来得到框架库存。可以对患者面部进行3D扫描，并且可以实时提取所述面部的测量值。可以进行拟合计算，并且可以过滤掉不符合美学、拟合度、可调整性和/或光学考虑因素要求的库存。然后，可以对所述结果进行物理准确性和照片级逼真性审查。

本发明的实施例涉及在现实世界中对实体框架进行任何调整之前，求解佩戴镜片测量值在调整后框架上的3D位置。以前，在零售店，顾客会选择现货供应的框架并表示“我想买这个框架”，配镜师会对所述框架进行物理调整直到它拟合良好，然后会手动或使用数字/光学测量技术进行光学测量。

所述系统和方法可以在框架制造之前实现所述框架的销售。所述系统和方法可以包括匿名聚合顾客的3D拟合数据并将所述信息反馈给零售商，以帮助零售商优化其应当出售的实际和数字库存。所述系统和方法可以包括将数据反馈给框架公司，以优化所述公司针对下一个系列选择设计的内容，而且可由此得到更好的售罄率预测模型，并确保所述公司订购/制造大小正确、颜色正确的任何批次的框架。所述系统和方法可以使框架公司能够在其产品甚至尚未制造之前将其预售给零售商或最终顾客。

现参考附图，图1是根据本发明的示例性实施例的用于执行以下操作的示例性系统和网络的框图：对人体面部和库存框架进行建模以便生产定制库存框架产品；以及生成用于调整和预览库存眼镜框架的指令。评估平台101(例如，计算机系统)可以与图像捕获装置103、显示器105和制造系统107进行通信。在一实施例中，评估平台101可以安装在用户的移动装置(例如，作为移动应用程序)上。在另一实施例中，用户移动装置可以与评估平台101进行远程通信。在又一实施例中，可以至少部分地通过用户移动装置和/或其他装置执行评估平台101功能的任何部分。在一示例性实施例中，评估平台101可以进一步包含服务器系统，所述服务器系统可以包括用于存储接收到的图像和数据的存储装置和/或用于处理接收到的图像和数据的处理装置。图像捕获装置103可以包括但不必限于用户移动装置、单镜头相机、摄像机、多镜头相机、多相机、IR相机、激光扫描仪、干涉仪等或其组合。图像捕获装置此后称为“相机”。

在一实施例中，评估平台101还可以与显示器105进行通信。显示器105可以包括但不限于用户移动装置的显示屏、LCD屏幕、柔性屏幕、投影仪、全息显示器、2D显示器、3D显示器、平视显示器或其他显示技术。评估平台101可以包括用于控制评估平台101的输入装置，包括但不限于触摸屏、键盘、鼠标、触控板或手势传感器。所述输入装置可以是显示器105的一部分和/或与显示器105进行通信。评估平台101可以进一步被配置成为用户(例如，所述用户或与所述用户类似或相关的用户、眼镜专业人士等)提供用以查看、定制、浏览和/或订购定制产品的界面。在各种实施例中，所述界面可以通过显示器105呈现，显示器105可以是评估平台101的一部分或远离评估平台101。

在一实施例中，评估平台101可以安装在包含图像捕获装置103的移动装置上。图像捕获装置103可以进一步用作显示器105。在一实施例中，评估平台101、图像捕获装置103和/或显示器105可以通信以收集未知大小的对象和/或已知大小的对象的数字输入。

图2A描绘了根据本发明的实施例的示例性解剖模型200。在一实施例中，评估平台101可以接收用户的解剖模型，所述用户可以通过数字输入将他/她的解剖数据上传、输入和/或传输至评估平台101。例如，用户可以将他/她的面部特征的一张或更多张图像和/或视频从诸如另一计算机系统或图像捕获装置传输至评估平台101。在一些情形下，评估平台101可以进一步接收用户输入的测量值，例如，评估平台101可以提供包括一条或更多条提示或指令的显示器，引导用户提交各种形式的解剖数据。在示例性实施例中，评估平台101可以基于所述用户解剖结构的所述数字输入和/或测量数据生成所述用户的解剖模型。

解剖模型200可以由网格201组成。网格201的所述分辨率可以基于所述用户面部的曲率、位置和/或特征等而改变。例如，所述眼睛和鼻子周围的网格201的分辨率可能高于头顶处的网格201的分辨率。在示例性实施例中，解剖模型200可以包括所述面部正面和面部侧面区域，但是在其他实施例中，解剖模型200可以对所述整个头部进行建模，同时包括所述建模的眼睛和鼻子处的更多细节。替代表示可以包括点云、距离图、图像体或向量。

在一实施例中，在数字输入捕获期间，用户表情变化时，可能会发生面部局部变形。这可能是由于捕获期间用户微笑或说话所致。本文所揭示的示例性系统和方法可以在数字输入捕获期间预测面部局部变形并对此做出解释，而且可以通过跟踪这些面部变形以及使重建的3D面部网格发生非刚性形变以与所述数字输入的所述图像数据对齐，从而稳健地重建3D面部。用以与受试者的面部对齐的非刚性变形可以独立于通过学习形成的3D形状空间模型(例如受试者的面部)进行，且无需受所述模型约束。实际上，这意味着面部变形无需通过3D形状空间模型来建模，其可以通过所揭示的系统和方法来处理。通过这种方式，即使所述通过预训练(或学习)形成的3D形状空间模型未见任何面部变形，评估平台101也可以实现精确缩放。在一些情况下，可以针对自拍(例如，允许对用户面部进行3D重建的第一图像数据输入)和缩放视频捕获(例如，涉及已知大小的对象的第二图像数据输入(例如，视频))执行所述相同的非刚性3D面部网格变形过程。然后，可以使用所述3D面部网格和重建的3D对象来形成所述按比例缩放的解剖模型200。

在示例性实施例中，可以诸如基于所述用户输入的解剖数据，使广义定量解剖模型变形以与所述用户面部拟合。可以使模型200参数化并将其表示为网格，其中各种网格点受调整参数影响。例如，网格201可以包括各种网格元素，使得一个参数可以约束或影响另一个参数。例如，参数(例如，用户表情)可以影响嘴部特征205的长度203、脸颊特征207的高度，乃至影响用户可能正在浏览的定制眼镜产品的镜片部分。在此示例中，如果调整了影响长度203的参数，则嘴部205和脸颊特征207(和镜片部分)的所述适当元素会调整坐标以匹配所述指定的参数。其他模型(例如形状模型)可能具有广义参数，例如不对应于特定特征但允许所述广义解剖模型适应多种不同面部大小和形状的主成分。

在一实施例中，计算机系统(例如，评估平台101)可以分析接收到的数字输入/图像数据，以迭代地执行一系列特征检测、姿态估计、对齐和模型参数调整。面部检测和姿态估计算法可以用于确定所述面部的一般位置和所述面部朝向的方向，这有助于模型定位和对齐。机器学习方法可以用于训练用以检测面部以及确定图像中所述头部的所述姿态的分类器，所述图像经过后处理以定义各种特征，包括但不限于Haar-Like或局部二值特征。训练数据集可以包括各种姿态下的面部图像(所述图像标注有所述面部的所述位置和姿态方向)，还可以包括特定面部特征。所述输出可以包括图像中所述面部的位置和所述头部朝向方向或姿态的向量。

评估平台101可以进一步接收或检测成像装置相对于所述用户的所述3D位置和3D角度和/或3D方位(例如，旋转、倾斜、滚转、偏航、俯仰等)，同时捕获所述接收到的图像数据。在一实施例中，可以将所述成像装置的所述位置和/或方位传输至评估平台101，例如，作为所述图像数据的一部分。在另一实施例中，可以利用所述图像数据检测所述成像装置的所述位置和/或方位。

图2B描绘了根据本发明的实施例的特定于用户的定制眼镜产品的示例性参数模型220。评估平台101可以获得或生成包括框架部分和镜片部分的特定于用户的眼镜产品的至少一个参数模型。评估平台101可以基于按比例缩放的解剖模型进一步将所述特定于用户的眼镜产品的所述参数模型转换成现实世界的尺寸。

图2B包括可以通过改变参数模型220参数中的一个或更多个来实现的配置和形状的各种示例。参数模型220可以包括所述眼镜产品的表示，所述表示可以经修改以改变特性，包括形状、大小、颜色、光洁度等。参数模型220可以适应各种形状、大小和配置，以拟合多种多样的脸型和面部大小。例如，所述眼镜产品的初始参数模型的鼻托可能与所述用户鼻子的轮廓(例如，来自用户解剖模型)不匹配。如果所述初始参数模型与所述用户解剖模型对齐或覆盖在所述用户解剖模型上，则所述初始参数模型可以替代地与所述鼻子的所述表面相交。评估平台101可以配置或修改所述初始参数模型，使得所述鼻托与来自所述用户解剖模型的所述用户鼻子的所述轮廓和角度相匹配，例如，修改所述鼻托，使其与所述建模的用户鼻子的所述表面齐平。在一些实施例中，可以直接利用用户解剖数据生成参数模型220，而无需获得初始(例如，通用)参数模型并基于所述用户解剖数据修改所述初始模型。例如，可以使用提供的所述用户面部的3D模型/所述用户面部的解剖测量值、3D网格或点云(例如，来自深度传感器)和/或其中可以在不修改预先存在的模型的情况下生成参数模型的另一种方法来生成参数模型220。

在一些实施例中，参数模型220可以调整至少一个参数，同时允许对其他参数施加约束，从而通过诸如在无需更改所述眼镜产品的任何其他方面的情况下调整所述定制眼镜产品上所述鼻托的所述宽度和角度，使得所述模型可以局部适配。图2B展示了配置为16个变体的示例性参数模型220。所述示例性配置描绘了眼镜镜片宽度223、镜片高度225、鼻梁架宽度227、镜腿(其中所述框架的所述眼镜脚可以与用户的耳朵接触)之间的距离229、所述框架的所述前部与所述用户的耳朵之间的距离231以及其他次要尺寸的变化。在所示的实施例中，所述材料厚度以及铰链大小和位置可以保持不变。所述参数配置可以使眼镜设计具有高度可配置性，同时保持其可制造性。例如，制造商可以针对所有这些设计和更多设计使用一种铰链设计和单一选定的材料厚度，但仍允许对所述基础形状和大小进行大规模定制。

参数模型220可以包括防止某些部件/区域被改成不再是最适合制造的设计的约束条件。例如，可以限制所述部件的最小厚度，以确保结构强度，并且可以限制所述镜片周围的最小厚度，以确保所述镜片可以组装至所述眼镜中，而不会破坏所述眼镜，也不会出现所述镜片未固定在所述框架内的情况。此外，所述铰链位置和所述镜片的光学表面可能会受到限制，以确保所述建模的眼镜拟合并以适合于用户的角度放置。另外，由于对称性或级联效应，某些特征可能相关；例如，如果所述计算机或用户调整了所述眼镜框的一个部件的宽度或厚度，则整个眼镜框的两侧可能都会进行调整，以确保外观对称且具有吸引力。所述级联效应可以考虑所述框架的对称性如何延伸或避免延伸至所述镜片。例如，眼镜框架中的两块镜片可以根据每块镜片的矫正内容而有所不同。尽管厚度较小的框架可能足以容纳两块镜片中较薄的一块，但仍可以将参数模型220配置成使得所述框架的所述厚度根据所述两块镜片中较厚的一块来加以调整，从而使得所述由此得到的眼镜对用户而言是平衡的。可以使用以下出版物中详细描述的系统和方法中的任一种来生成和定制参数模型：于2014年8月22日提交的标题为“制作定制、特定于用户的眼镜的方法和系统”的第9,304,332号美国专利，该专利全文以引用方式并入本文。

基于精确按比例缩放的解剖模型(例如，模型200)，定制参数模型220可以作为实体产品生成。通过不适当的缩放，定制参数模型220的实体版本可能具有为用户定制的几何尺寸(例如，具有与用户鼻子的轮廓和角度相匹配的鼻托，或者与用户耳朵的轮廓和不同高度相匹配的眼镜脚)，但总体上大小不合适。例如，基于2D缩放的制造指令可能会导致实体产品过小而无法让用户佩戴。因此，本文所揭示的3D缩放方法对于将虚拟产品转换成现实世界的尺寸以得到实体产品而言至关重要。

除几何构造外，参数模型220还可以包括用于表面光洁度、颜色、纹理和其他外观特性的参数。参数模型220可以包括许多材料、涂料、颜色和表面处理或用其加以渲染。本领域技术人员已知的各种渲染技术(例如光线追踪)可用于以照片级逼真的方式渲染所述眼镜和镜片，展示参数模型220的眼镜在制造时所呈现出的外观。例如，参数模型220可以用图像进行纹理映射以展现所述表面，或者用纹理、照明和表面特性(包括反射率、透射率、次表面散射、表面或粗糙度)渲染以展现眼镜的照片级逼真外观。用于反射的纹理可以基于通用环境映照，或者它们也可以利用图像捕获装置捕获的数据生成。环境照明参数可以从所述图像捕获装置捕获的数据中提取，并用于渲染具有相同照明参数的所述框架和镜片，从而使所述框架和镜片在渲染预览中显得更加逼真。

基于镜片曲率、厚度、镜片材料、镜片渐变、矫正方面等，参数模型220可以进一步包括参数模型220的所述镜片的此类照明和表面特性。矫正方面可以包括所述镜片是否是需要矫正散光、远视、近视等的镜片。参数模型220的镜片部分可以含有多焦点镜片，其可以包括至少两个光学矫正区域，例如双焦点、三焦点、渐进或数字补偿渐进。例如，参数模型220可以进一步适配，使得所述镜片尺寸与光学矫正和/或用户的偏好拟合。在一情形下，除对双焦点或渐进多焦点镜片进行建模的参数模型220的所述镜片外，所述镜片的所述各种镜片屈光力的安置可以根据所述用户的偏好和所述定制眼镜的用途而变化。与考虑所述用户解剖结构而对参数模型220进行的修改一样，出于光学目的而对参数模型220进行的修改也可以调整至少一个参数，同时约束其他参数。例如，虽然所述放大阅读区域在所述镜片形状内的所述定位可以针对所述用户的偏好和观看习惯而特定于用户，但此镜片部分的所述实际放大倍率和放大区域之间的渐变(如有)可能会受到约束。

参数模型220还可以考虑诸如在向用户展示的显示中的镜片特性。例如，一实施例可以包括在用户界面上显示参数模型220。例如，参数模型220的显示可以包括所述眼镜(框架和镜片)的所述美学方面以及通过所述镜片观看的所述效果的模拟，例如，光畸变、未放大的距离和放大的阅读区域、特定渐进镜片设计的周边变形(不必要的散光)以及镜片/框架参数的组合、色调(实心、渐变和光致变色)、边缘厚度、边缘透镜化的影响等。

另一示例性模拟还可以包括显示用户佩戴参数模型220的眼镜时在他人眼中的形象。例如，如果所述镜片可能导致用户的眼睛在看到所述用户的人看来有所变小，则所述模拟可能会向所述用户的眼睛展示所述变形情况。其他光学交互效应(例如，阴影和反射)可在所述眼镜上以及所述用户面部的3D模型(例如，如图2A所示)上显示。还可以渲染所述用户镜片的所述计算厚度，以便所述用户能够确定更高指数(因此更薄、更美观)的镜片是否合适。参数模型220可以包括所述镜腿处的铰链点，使得所述镜腿相对于所述框架前部弯曲并与所述用户面部的模型拟合。在另一实施例中，参数模型220还可以考虑所述框架和/或镜片的所述整体材料特性中的弹性模量(拉伸)，并且此弹性特性可取决于所选定的框架材料或镜片材料。

框架扫描

根据示例性实施例，可以通过3D扫描框架库存中的每个框架和/或导入框架的3DCAD文件来得到框架库存。

扫描个体的解剖结构

所述个体面部扫描可以包括3D扫描，例如，从成像装置中获取。在所述3D扫描期间，可以实时提取所述面部的测量值，可以执行拟合计算，并过滤掉不符合美学、拟合度、可调整性和/或光学考虑因素要求的库存，然后对所述结果进行物理准确性和照片级逼真性审查。

一个或更多个实施例可以包括在未戴上实体框架的情况下求解所有光学测量值，并指导专业人士如何调整所述框架，不仅使所述框架拟合，而且确保测量值是正确的。因此，可以远程完成此操作，并且可以通过扩展库存来完成。

例如，通过使用智能手机和/或电子相机完成的自画像可能有助于提供派生出所要求的解剖模型所需的图像信息。由智能手机形成的所述图像的各种特征可用于生成人面部的3D扫描或建模。因此，输入人的解剖特征的适宜方法可以是使用普遍存在的手机进行图像捕获。在一些实施例中，来自单一相机的所述自画像可以提供所述顾客的面部扫描或解剖建模。

可以向顾客提供指令，以将其面部放置在特定位置，同时所述计算机系统捕获和分析所述顾客面部的图像数据。计算机系统可以利用智能手机或手持式电子相机来捕获所述人面部的图像。个体的单一相机视图可以进行3D建模，更具体而言，可以生成解剖模型。

所述计算机系统可能要求某些对象存在于获取的图像中，以提供比例参考。重要的是，要确保所述眼镜的所述尺寸相对于所述顾客的面部大小适当，而且需要为所述图像数据或所述由此得到的解剖模型和测量值提供尺寸，以确保准确调整大小。参考对象可以包括但不限于：硬币、尺子、纸张、信用卡、计算机磁盘、电气或计算机连接器、印章、计算机装置上的标定板或计算机装置本身。所述对象在靠近顾客面部时，为所述系统提供参考尺寸，以便为所述图像数据设置尺寸。如果其他图像技术可用(例如深度相机)，或者如果使用具有固有尺寸的形状模型技术，则可以不需要参考对象，因为所述图像数据的所述比例可由所述成像设备或形状模型确定。

在示例性实施例中，一旦所述顾客遵循指令并且位于所述计算机系统成像装置的前面，便开始采集和分析其数据。第一参考图像可以用所述顾客持有的位于其面部相同区域内的参考对象来捕获。用所述计算机系统分析由所述计算机捕获的所述图像数据，以检测所述参考对象并测量其大小，例如以像素为单位。所述计算机系统可以进一步分析所述图像数据，以检测多个特征中的一个或更多个，包括但不限于瞳孔、眼睛、鼻子、嘴、耳朵、面部、眉毛、头发等。在示例性实施例中，检测所述顾客的瞳孔，并使标志位于每个瞳孔的中心。在另一实施例中，可以可选地询问所述顾客，以确认或编辑每个瞳孔标记的位置，从而确保检测准确性。使用先前通过所述参考对象分析的数据，将瞳孔或其他特征之间的距离(以像素为单位)从像素换算成距离单位(例如毫米或英寸)。在另一实施例中，所述顾客可能先前已获得有关其面部尺寸的数据，例如通过验光师或光学检验获得的瞳孔距离，并且所述顾客可以将此数据输入所述计算机系统中，以代替使用参考对象作为尺寸对比。或者，在所述过程中稍后采集或与其他图像数据采集的同时采集所述参考图像。利用参考对象缩放所述数据可以确保能够从所述顾客的所述最终定量解剖模型中得出测量值。可能有若干个关键测量值用以最好地确定如何在顾客的面部图像上虚拟放置和配戴眼镜。

扫描个体的头部和面部

一旦采集了完整的图像数据集，计算机系统便可以分析所述图像数据，以构建所述个体面部的扫描或定量解剖模型。使用各种技术构建所述扫描或模型，并且在示例性实施例中，扫描或定量解剖模型表示为由元素组成的表面网格，包括但不限于多边形、曲线元素等。计算机系统可以获得个体解剖结构的扫描或解剖模型。所述扫描或解剖模型可以包括但不限于参数或形状模型、3D网格或点云、扫描或一组点或测量值。

以下描述用于解释说明目的，以帮助定义本文使用的词语的广度。这些定义未限制本发明的范围，并且本领域技术人员应当认识到，可以将附加定义应用于每个类别。通过如本文所使用的定义，图像数据可以包括：二维(2D)图像；数字图像；视频；图像系列；立体图像；三维(3D)图像；用标准感光相机获取的图像；通过可能具有多个镜头的相机获取的图像；通过多个独立相机获取的图像；用深度相机获取的图像；用激光、红外或其他传感器模态获取的图像。或者或此外，深度信息可以独立于图像捕获从深度传感器中接收或导出(例如，来自无关联图像的3D点云的深度数据)。

计算机系统可以包括平板电脑、电话、台式机、膝上型电脑、自助服务终端、服务器、可穿戴计算机、网络计算机、分布式或并行计算机或虚拟计算机。成像装置可以包括单镜头相机、多镜头相机、深度相机、深度传感器、激光相机、红外相机或数码相机。输入装置包括触摸屏、手势传感器、键盘、鼠标、深度相机、音频语音识别和可穿戴装置。显示器可能包括面板、LCD、投影仪、3D显示器、2D显示器、平视显示器、柔性显示器、电视、全息显示器、可穿戴显示器或其他显示技术。图像、视频或交互渲染形式的预览图像可以包括所述顾客图像叠加产品模型图、所述顾客图像叠加产品模型渲染、所述顾客的所述解剖和产品模型图像等。解剖模型、细节和尺寸可以包括特征的长度(例如，鼻子的长度)、特征之间的距离(例如，耳朵之间的距离)、角度、特征的表面积、特征的体积、特征的2D轮廓(例如，腕部的外形)、特征的3D模型(例如，鼻子或耳朵的表面)、3D坐标、3D网格或表面表示、形状估计或模型、曲率测量值或皮肤或头发颜色定义的估计和/或环境因素的估计(例如，照明和周围事物)。例如，所揭示的实施例可以包括分析(例如，图像数据的)场景，计算所述场景的照明，以及渲染所述相同照明下的定制眼镜镜片。在此类显示器中，可以在逼真地模仿所述图像数据的显示器中预览所述眼镜和镜片。例如，顾客可以捕获其自己的图像数据，然后在与所述捕获的图像数据相同的场景中预览自己佩戴定制眼镜的场景，如同照镜子或看自己的录像一般。在一情形下，所述实施例可以进一步包括捕获周围事物(例如，使用相同的图像捕获方式同时捕获)或在前置相机捕获所述顾客的图像数据的同时用所述后置相机捕获图像。在后一种情况下，来自所述后置相机的图像可以提供在所述镜头上渲染的真实反射，所述反射对应于进行所述捕获的环境。例如，如果顾客在海滩上拍摄视频，则预览不仅可以包括所述顾客身后的海滩渲染(作为用于构建所述顾客3D模型的图像的一部分捕获，然后叠加在这些图像上)，而且可以包括所述镜头中反射的海滩。

包含网格的扫描或解剖模型的所述分辨率可以基于所述面部的曲率、位置和特征等而改变。例如，所述眼睛和鼻子周围的所述细节详实位置的分辨率可能高于细节较少区域(例如头顶)的分辨率。在示例性实施例中，所述面部网格仅对所述面部正面和侧面区域进行建模，但在其他实施例中，所述网格仅对整个头部或其任何必要部分进行建模，包括所述面部的较小区域，例如眼睛和鼻子。替代表示包括点云、距离图、图像体或向量。

所述计算机系统可以分析所述图像数据，以迭代地执行一系列特征检测、姿态估计、对齐和模型参数调整。面部检测和姿态估计算法用于确定所述面部的一般位置和所述面部朝向的方向，这有助于模型定位和对齐。机器学习方法用于训练用以检测面部以及确定图像中所述头部的所述姿态的分类器，所述图像经过后处理以定义各种特征，包括但不限于Haar-Like或局部二值特征。训练数据集由各种姿态下的面部图像(所述图像标注有所述面部的所述位置和姿态方向)组成，还包括特定面部特征。所述输出由图像中所述面部的位置和所述头部朝向方向或姿态的向量组成。

一旦确定了所述第一图像框架的所述面部和姿态，便可以定义与眼镜放置和一般面部几何形状相关的更为详细的面部特征，包括但不限于眼睛位置、鼻子位置和形状、耳朵位置、耳顶位置、嘴角位置、下巴位置、面部边缘等。同样，机器学习可以用于分析所述图像，以检测面部特征和边缘。定位这些特征时，可以对齐和调整低分辨率扫描或广义解剖模型参数，以找到与所述特征的所述最佳拟合，从而最大限度地减少所述检测到的特征位置与所述网格之间的误差。可以使用所述图像中的所述纹理信息对所述广义定量解剖模型进行额外优化，以强化所述模型的所述局部细化。

在示例性实施例中，所述广义定量解剖模型具有影响特征的参数，包括但不限于眼睛位置、眼睛大小、面部宽度、颧骨结构、耳朵位置、耳朵大小、眉毛大小、眉毛位置、鼻子位置、鼻子宽度和长度及曲率、女性化/男性化形状、年龄等。所述检测到的特征与模型之间的所述误差估计可用于量化所述优化的收敛性。所述数据集中相邻图像之间的微小变化也可用于改进姿态估计和所述模型与所述图像数据的对齐。

在示例性实施例中，从相邻图像框架中检测到的特征可用于初始化后续或先前的图像，以强化特征检测。所述过程根据需要继续遍历尽可能多的图像，并且可能多次循环遍历图像，以收敛于所述最佳参数，从而最大限度地减少所述变形的广义模型与所述图像数据之间的误差。可以采用正则化和平滑技术来最大限度地减少特征点、姿态和框架之间的解剖模型拟合的噪声和方差。所述最终定量解剖模型将根据所述参考数据进行缩放，例如来自所述顾客的输入或如前所述的参考对象的缩放比例。或者，如果所述解剖模型作为现实世界尺寸的形状模型导出，则所述面部的所述形状和大小之间的关联可用于直接提供所述模型的所述缩放比例。

所述模型与图像数据之间的方位和几何关系可以是已知的。可以对所述图像的所述特征点和面部模型进行集束调整，这提供了将所述解剖模型与所述图像数据配准的精确相机位置。此信息可用于相对于所述图像数据定向和配准所述模型，以便进行后续渲染。

本领域技术人员应当认识到，可采用许多方式通过一组图像数据构建和表示定量信息。在另一实施例中，无需采用先前的广义解剖模型来生成定量解剖模型。使用诸如运动推断结构(SFM)摄影测量法等方法直接建立定量解剖模型。在这种技术中，需要在所述顾客面部周围拍摄一系列图像。在每张图像中检测到的所述特征以及图像到图像的所述特征之间的所述相对距离用于构建3D表示。可以利用将广义形状模型与随后的局部SFM细化相结合的方法来强化特征的局部细节，例如所述鼻子形状。

在另一实施例中，所述扫描或解剖模型仅由检测到的关键特征的点云组成。例如，通过多张图像检测和跟踪眼睛中心、眼角、鼻尖、耳顶和其他重要标志。这些简单的点(定向于数据集中的空间)提供了获取为后续分析所需的定量信息所需的所有信息。可以使用前面提及的方法或使用其他方法(例如主动外观模型或主动形状模型)获取所述信息。

诸如深度相机或激光传感器等技术可用于采集图像数据，并且现有技术描述了这些技术如何通过其检测距离的能力直接形成3D模型，其作用基本上如同3D扫描仪一般。此外，使用失焦区域或相邻图像之间的视差来估计深度。

或者，可从他们拥有的所述顾客面部的预先存在的模型中导出所述扫描或解剖模型和尺寸。可以通过3D扫描系统或成像装置获取扫描或模型。如果顾客已经拥有其面部扫描或解剖模型，则其可以通过非暂时性计算机可读介质、网络连接或其他方式将扫描或模型以数字方式传输至所述计算机系统。

在采集用于定制和拟合产品(例如眼镜)的顾客图像数据期间，所述顾客的所述比例和尺寸对于确保所述由此得到的产品的大小合适以及所述顾客收到与所述预览版本相匹配的产品而言至关重要。

可配置产品模型

可以获取包含库存眼镜的可配置模型的眼镜模型。所述眼镜模型可以包含配置有参数特征和尺寸并且表示为3D表面网格的三维几何模型。可以通过各种方法创建眼镜的3D模型，例如通过扫描或摄影测量法进行3D捕获，或通过3D计算机辅助绘图(CAD)或3D建模。应当注意的是，可使用各种其他方法或可配置模型的表示，例如2D模型、形状模型、基于特征的模型等。

在示例性实施例中，眼镜模型由眼镜制造商创建，包括所述框架和/或框架和镜片。所述眼镜模型可以创建成由元素或特征(包括但不限于多边形、曲线元素等)组成的表面网格或实体模型。所述眼镜模型可以改变所述眼镜的一个或更多个尺寸(这将适当地更新模型和网格元素)，同时维持其他特征之间的一致关系。

所述眼镜模型可以包括所述库存模型的特征，所述特征可以改变以增强对顾客的拟合度，例如，鼻梁架大小、眼睛大小、瞳孔距离、瞳距、处方定心、镜腿长度、铰链类型、镜片安装类型、鼻托安置、框架宽度、镜片宽度、镜片高度、镜腿样式等。这些特征可以包括眼镜专业人士在眼镜拟合或镜片切割期间可以调整的特征。

所述参数化可以在不影响所述设计的其他重要元素的情况下实质性改变框架或镜片的一方面。所述眼镜模型可以将变化从特征扩展至所述模型的其余部分，同时约束所有其他特征。这些变化可以表示为简单的数值，借此可以实现非常有效的数据传输和存储。这些参数可使所述产品的所述大小和形式具有无限可变性，如有需要，可以在将定制模型与顾客的解剖结构和偏好拟合时实现最终精度。

所述眼镜模型可以具有防止某些关键部件/区域被改成在制造的库存框架或镜片中无法改变的设计的约束条件。例如，可以限制所述部件的最小厚度，以确保结构强度，可限制所述镜片周围的最小厚度，以确保所述镜片可以组装至所述眼镜中，而不会破坏所述眼镜，并且可以限制所述可能的铰链位置，以确保其拟合并以合适的角度安置。例如，由于库存眼镜框架可以使用库存组件铰链，因此无论所述定制眼镜的基础形式和形状如何变化，所述铰链的连接点都必须保持一致。特征的所述整体位置仍然受到限制，例如所述铰链和鼻托位置等。所述材料厚度以及所述铰链大小和位置等特征也可以保持不变。同时，所述眼镜模型可以具有位于所述镜腿处的铰链点，使得所述镜腿相对于所述框架前部弯曲并与所述顾客的面部模型拟合。在另一实施例中，所述眼镜模型可以考虑到所述框架的所述整体材料特性中适量的弹性模量(拉伸)，并且此弹性特性可取决于所选定的框架材料。所有这些约束条件和关系都可以由所述眼镜设计者预先编程，并整合至所述眼镜模型中。

可以定义所述框架中的多个标志点，以约束所述模型和/或定义所述框架模型的可移动和/或可调整位置、区域或组件。在一实施例中，可以定义2-10个标志点。在另一实施例中，可以定义10-20个标志点。在又一实施例中，可以定义数十个甚至数百个所述框架的标志点。在一实施例中，在以下各项中的一个或更多个位置定义所述标志点：所述镜腿、所述鼻梁架、所述框架的所述顶部、底部和/或侧面、所述框架的一个或更多个镜片边缘和/或所述鼻托或鼻托臂或其他组件。应当理解，根据本发明的“库存”框架的调整可以包括仅调整在完全可配置的参数模型中本来便可调整的所述标志点的子集。例如，在与本发明相一致的一实施例中，本文中的方法涉及使传统上固定于一副库存眼镜中的任何标志点保持固定，而传统上与库存眼镜框架的配镜师调整相关联的多个标志点是可配置的(即，可根据拟合度、美学和/或光学约束条件进行调整和/或优化)。

作为另一示例，可以限制所述部件(例如，铰链、鼻垫或镜腿/镜腿套)之间所成的所述角度，以确保结构强度，并且可以限制所述镜片周围的最小厚度，以确保所述镜片可以组装至所述眼镜中，而不会破坏所述眼镜，也不会出现所述镜片未固定在所述框架内的情况。此外，所述铰链位置和所述镜片的光学表面可能会受到限制，以确保所述建模的眼镜拟合并以适合于顾客的角度放置。另外，由于对称性或级联效应，某些特征可能相关；例如，如果所述计算机或顾客调整了所述眼镜框的一个部件的角度，则整个眼镜框的两侧可能都会进行调整，以确保外观对称且具有吸引力。本发明的系统可以提供示意图和用户界面，以帮助眼镜专业人士创建量身定制的眼镜。例如，本发明的系统可以提供突出显示(或具有一些其他可视化提示以指出)无法制造的眼镜模型部分，或突出显示供眼镜专业人士调整的眼镜模型部分的界面。

本发明的系统提供的用户界面可以包括界面工作流程，所述工作流程使眼镜专业人士了解适用于库存框架的一组预定可配置的拟合或光学优化组件的详细信息。所述工作流程可以自动确保所述专业人士根据或使用所述顾客头部的所述扫描来匹配或拟合每个组件。

除几何构造外，所述眼镜模型还可以包括用于表面光洁度、颜色、纹理和其他外观特性的参数。示例性眼镜模型可以包括许多材料、涂料、颜色和表面处理或用其加以渲染。各种渲染技术(例如光线追踪)可用于以照片级逼真的方式渲染所述眼镜和镜片，展示所述眼镜模型在制造时所呈现出的外观。例如，眼镜模型可以用图像进行纹理映射以展现所述表面，或者用纹理、照明和表面特性(包括反射率、透射率、次表面散射、表面或粗糙度)渲染以展现眼镜的照片级逼真外观。用于反射的纹理可以基于通用环境映照，或者它们也可以利用图像捕获装置捕获的数据生成。环境照明参数可以从所述图像捕获装置捕获的数据中提取，并用于渲染具有相同照明参数的所述框架和镜片，从而使所述框架和镜片在渲染预览中显得更加逼真。基于镜片曲率、厚度、镜片材料、镜片渐变、矫正方面等，所述眼镜模型可以进一步包括所述眼镜模型的所述镜片的此类照明和表面特性。矫正方面可以包括所述镜片是否是需要矫正散光、远视、近视等的镜片。所述眼镜模型的镜片部分可以含有多焦点镜片，其可以包括至少两个光学矫正区域，例如双焦点、三焦点、渐进或数字补偿渐进。

例如，所述眼镜模型可以进一步适配，使得所述镜片尺寸与光学矫正和/或顾客的偏好拟合。在一情形下，除对双焦点或渐进多焦点镜片进行建模的所述眼镜模型的所述镜片外，所述镜片的所述各种镜片屈光力的安置可以根据所述顾客的偏好和所述定制眼镜的用途而变化。与考虑所述顾客解剖结构而对所述眼镜模型进行的修改一样，出于光学目的而对所述眼镜模型进行的修改也可以调整至少一个参数，同时约束其他参数。例如，虽然所述放大阅读区域在所述镜片形状内的所述定位可以针对所述顾客的偏好和观看习惯而特定于顾客，但此镜片部分的所述实际放大倍率和放大区域之间的渐变(如有)可能会受到约束。

所述眼镜模型还可以考虑诸如在向眼镜专业人士或顾客展示的显示中的镜片特性。例如，一实施例可以包括在用户界面上显示所述眼镜模型。例如，所述眼镜模型的显示可以包括所述眼镜(框架和镜片)的所述美学方面以及通过所述镜片观看的所述效果的模拟，例如，光畸变、未放大的距离和放大的阅读区域、特定渐进镜片设计的周边变形(不必要的散光)以及镜片/框架参数的组合、色调(实心、渐变和光致变色)、边缘厚度、边缘透镜化的影响等。

多焦点光学器件可以涉及各种输入以建模或优化，例如，所述眼睛相对于所述框架的所述定位；所述眼睛相对于镜片不同部分的所述定位；相较于所述顾客的另一只眼镜相对于所述同一镜片部分的定位，所述顾客的一只眼睛相对于所述同一镜片部分的定位；顾客是在看远处的物体还是近处的物体；所述顾客的每只眼睛如何与所述各个镜片部分对齐(例如，基于所述顾客耳朵的高度、所述顾客眼睛的所述定位或所述顾客鼻子的所述形状等)；等等。所述模型的所述镜片部分可以是物理表示，例如三维(3D)模型，或者它也可以是用于制作镜片的数值参数组，例如处方、基底和下文提及的其他参数。所述眼镜模型的所述镜片部分还可以配置参数，包括但不限于：镜片基底(所述镜片正面的所述曲率)、镜片轮廓(所述镜片的所述外形)、镜片斜面或凹槽形状、镜片处方、多焦点处方、加光屈光力、涂层、瞳孔距离(测量方式：顾客鼻子和瞳孔中心之间的双眼测量值或单眼测量值)、近用瞳孔距离(双眼或单眼)、多焦点区域的大小和位置、光学中心、子片高度(从所述镜片底部到渐进镜片上渐进多焦点开始处或带衬里双焦点顶线的垂直测量值，以毫米为单位)、用于算法级数字“自由形状”补偿的光学参数(例如，镜片配置、顶点距离(所述顾客的眼睛/瞳孔与所述镜片背面之间的距离)、框架包绕、拟合/镜片高度(所述镜片中瞳孔的垂直位置)、全景倾斜度(所述镜片与所述面部正面所成的角度)等)以及近用瞳孔距离(“Pd”)(一个人在活动(例如阅读)或其他焦距范围内专注于近距离物体时瞳孔之间的距离，包括驾驶时为了查看仪表板而出现的中间距离)。

数字补偿还可以包括基于各种用例选择镜片设计。例如，为特定顾客估计镜片配置的算法可能会考虑所述眼镜对所述顾客的功能或眼镜用例。例如，为阅读用眼镜设计的眼镜镜片与为顾客看远距离物体而设计的眼镜镜片有所不同。示例性眼镜用例还可以包括顾客是资深用户还是新用户。例如，新用户可能更适合双焦点镜片，而资深用户可能更适合渐进多焦点镜片。“数字补偿的”渐进镜片可以涵盖各种镜片设计，优化适用于特定活动的光学性能(例如，以缩减远距离区域为代价来轻微强化阅读区域，或以阅读区域为代价来强化远距离区域，或以整个阅读区域为代价来加宽过渡通道和中间区域(出于驾驶或打高尔夫球之目的))。还有各种可以产生以下光学器件的设计：可以生产出与流行的短框架设计配合使用的短过渡通道渐进式光学器件；以及可能会以最大限度地增加远距离或阅读区域为代价来减少“眩晕”外围效应的初戴者渐进式光学器件。

更改前面提及的参数中的任一项都可能影响所述镜片的设计和形状，且可能影响所述镜片的所述光学性能。例如，如果阅读距离、近用Pd以及适用于阅读的所述光学器件的位置定义不明确，则所述顾客可能无法舒适地佩戴其眼镜进行阅读。所述不适可能会导致顾客在尝试聚焦时移动其头部和眼镜以调整所述光学器件的位置，或者使所述光学器件无法使用。由于每位顾客的鼻子尺寸各不相同，因此巨大的优势之处在于，能够精确测量顾客鼻子的大小和形状，然后定制拟合眼镜(镜片和框架)以完美拟合所述解剖结构。如果两个相应接触表面适当对齐并配合，使得无高压力点，并且如果眼镜由鼻子自然地支撑在适当的位置，则可以使放置于所述顾客鼻子上的所述眼镜鼻托的舒适度达到最佳。对于顾客在戴眼镜时为最大限度地提高舒适度、美感或实用性而更偏好的鼻子上眼镜的架设部位，每位顾客都具有其独特偏好。了解所述鼻子的所述定量解剖结构不仅可以让定制眼镜的所述框架在必要时以最大限度地提高舒适度、美感和实用性的方式精确架设于所述鼻子上，还可以让顾客按照其习惯立即清晰、舒适地查看物体，以完成不同任务。例如，所述眼镜鼻托之间的距离可能与所述镜片相对于顾客瞳孔的位置有关。

另一示例性模拟还可以包括显示顾客佩戴所述眼镜模型的眼镜时在他人眼中的形象。例如，如果所述镜片可能导致顾客的眼睛在看到所述顾客的人看来有所变小，则所述模拟可能会向所述顾客的眼睛展示所述变形情况。其他光学交互效应(例如，阴影和反射)可在所述眼镜上以及所述顾客面部的3D模型或扫描上显示。还可以渲染所述顾客镜片的所述计算厚度，以便帮助确定更高指数(因此更薄、更美观)的镜片是否合适。所述眼镜模型可以包括所述镜腿处的铰链点，使得所述镜腿相对于所述框架前部弯曲并与所述顾客面部的模型拟合。在另一实施例中，所述眼镜模型还可以考虑所述框架和/或镜片的所述整体材料特性中的弹性模量(拉伸)，并且此弹性特性可取决于所选定的框架材料或镜片材料。

渲染调整后的库存框架

以前，虚拟试戴眼镜使眼镜处于“中性状态”，即处于与从制造商处运送到零售商处时的形状相同的确切形状。然而，以下这种情况很少见：即，顾客从货架上拿起一副库存眼镜，戴在脸上，发现这幅眼镜能够与其脸型完美拟合。此外，以下这种情况也很少见：顾客在线订购一副眼镜，眼镜寄送到家中后，开箱并戴上，发现这幅眼镜能够与其脸型完美拟合。相反，所述库存框架随后需由训练有素的光学专业人士(例如，配镜师(或验光师))调整以与其独特的面部拟合。这种调整是传统配镜流程的一部分，可将现货供应的库存框架转换成独特拟合的框架。为顾客量身定做的服装(例如折边裤)通常不可退货。类似地，对于眼镜，一旦从可调整以与任何人拟合的设计转换为专门与一个人拟合的设计，它便可能无法退货。

如果尝试通过应用刚性矩阵变换使一副眼镜从其坐标系移动到面部坐标系来在面部渲染一副眼镜，则可能会出现不匹配的情况(除非那副眼镜与一开始出现的面部完美拟合)。以前的尝试试图通过以某些方式最大限度地减少拟合误差来克服所述不匹配，通常试图尽可能地与所述面部和鼻子的前部拟合，然后通过在镜腿靠近耳朵时使所述镜腿渐隐(使镜腿在靠近耳朵时变得越来越透明，使其隐没，从而向所述用户隐藏所述镜腿匹配不佳的事实)，隐藏所述镜腿未适当延伸至所述耳朵处的事实(就左右镜腿长度、下垂和张开角度而言)。然而，如果不实施这种隐藏，人们会观察到眼镜的镜腿过宽，悬浮在空中(不与耳朵接触)，或者过窄，与头部两侧相交。此外，一只耳朵可以相较于另一只耳朵位置更靠前或更靠后，和/或相较于另一只耳朵位置更高或更低。将对称的刚性眼镜主体与耳朵不对称(更不用说鼻子不对称)的面部刚性拟合会导致出现一些间隙、交叉或不匹配。

根据一个或更多个实施例，为了在面部进行更逼真(和更高转换)的眼镜虚拟试戴，可能需要执行所述眼镜到所述面部的复杂且智能的非刚性变换。不仅应当平移和旋转所述眼镜，还应当使其实际发生3D变形以匹配所述面部。这就是光学专业人士每天在为面部验配和拟合框架时所做的事情。可能需要进行虚拟试戴来执行相同事项，同时遵守配镜师需遵循的相同规则，并采用与配镜师配镜时完全相同的位置和方法使所述框架变形。

图2C描绘了根据本发明的实施例的模型眼镜的示例性显示。如图2C所示，所述眼镜实际发生3D变形以匹配所述面部。此外，所述框架和镜片的测量值可以在所述显示器上显示。

所述可调整的区域和程度可以是第14/466,619号美国专利申请案中详细描述的其他方法和系统的子集。这同样适用于镜片的不同基弧(尽管这可能取决于镜片如何磨边-随前、33/66％、50％等)。

根据一个或更多个实施例，渲染“调整后的”库存框架可能不包括调整所述框架前部的所述A(镜片宽度)、B(镜片高度)或DBL(鼻梁架宽度)，因为这通常不由配镜师调整。然而，一个或更多个实施例可以包括在库存框架结构支持这一点的情况下进行这些调整。例如，对于无框眼镜，其中所述A和B由磨边镜片决定(其可无限配置，并且在对新的Rx或平光镜片进行磨边时，可以自由偏离所述库存框架随附的所述示范镜片的所述形状)，无框框架的所述DBL也可通过简单地将所述鼻梁架组件换成更宽或更窄的组件来加以调整。

一个或更多个实施例包括基于镜片基弧的变化在所述渲染中调整所述库存框架。一个或更多个实施例包括支持完成此操作的多种方式，这取决于镜片是否进行以下磨边操作：随前、33、66、50％等。一个或更多个实施例包括支持基于所述镜片的折射指数对所述框架进行的更改。一个或更多个实施例可以锁定基弧，因此在框架的美学要求不更改前框曲率时，则不会更改前框曲率(并且所有曲率都必须通过所述镜片的所述磨边来完成)。

对于带有可调整金属鼻托的框架，应对其加以调整，使其与个体拟合。简单地在面部渲染处于中性(例如，制造)状态的刚性框架可能会导致所述鼻托与所述患者鼻子的所述轮廓不匹配——所述鼻托会悬浮在空中且不与所述鼻子接触，或与所述鼻子交互，或者未架设于配镜师会对其加以调整的位置——在配镜师调整拟合后，简单的预览不会向用户传达其在现实世界中戴眼镜的形象。对于可调整鼻托，根据一个或更多个实施例，基于面部的3D扫描(以及因此所述鼻子的3D扫描)，所述鼻托可以在六个自由度中以物理上逼真的方式移动，以移动和旋转鼻托，从而匹配所述鼻子的所述3D轮廓，同时仍通过所述鼻托的可调整臂与所述框架连接。

可以调整所有框架以实现虚拟拟合，但是基于美学规则(例如，基于各种大小或光学约束条件(也可以因框架结构、镜片类型或需求(例如透明镜片与有色镜片)而异)，戴在面部的特定框架看起来是否合适)等以及框架的结构或材料可否进行调整拟合，可调整性可能会受到限制。鼻托移位过多可能会导致破损。此外，配镜师可能难以执行某些定向。可以找到许多“拟合解决方案”，并且确定渲染对象可通过一组规则决定，所述规则将审美偏好、可调整性、舒适性等作为输入。可能需要向内移动位于所述耳朵周围的所述镜腿臂的搁置点(本文称为“耳弯”)，以缩短镜腿(以与更靠前的耳朵拟合)，或将其向外移动，以延长镜腿(以与距离面部正面更远的耳朵拟合)。耳弯的内移或外移程度可能受到限制——一些镜腿几何构造无法大幅度内移所述耳弯(例如，缩短镜腿)，因为所述镜腿几何构造开始变得非常厚，并且变得非常难以调整。或者，在某些常见的带有可调整塑料镜腿套的金属设计上，所述可调整区域的长度一定，而将镜腿缩短过多可能会导致需要将所述耳弯移动到所述可调整区域之外。最后，镜腿缩短过多可能会导致耳后留出的镜腿过多，在美学上不合需求。

耳弯后移程度(例如，镜腿的延长长度)也可能受到限制——后移越多，耳后留出的用于将所述框架固定于所述面部的镜腿越少。

一些镜腿几何构造根本无法移动镜腿耳弯，例如，直背镜腿不会在耳后向下弯曲，而是直背延伸并向内弯曲，以环绕所述头部的所述侧面。其他镜腿可由不易调整的酚醛树脂或碳纤维材料(如有)制成。虚拟试戴(试图提供更真实的预览)应当考虑到特定于面部、特定于材料、特定于样式等的限制。

镜腿张开度，例如，后部与90°角相比向内倾斜/向外倾斜的角度(如果从面部上方观察所述眼镜)，可能有助于调整，以使镜腿向后延伸至耳朵实际所在位置。过松，镜腿会悬浮在空中而不与头部侧面接触；过紧，镜腿不仅会让人感觉不适，而且还会导致所述安置的光学器件变形(前框会变平，在极端情况下或有包角时，前框会下凹)，还会导致镜腿向外弯曲，从而致使在美学上不合需求。虚拟试戴和分配系统应计算所述耳朵的所述位置，并确定所述镜腿耳弯必须向内或向外移动多少方能达到预期的向内压缩(干扰)量，以实现良好拟合和舒适性。然而，所述预览应当足够复杂，以免出现所述干涉，因为实际上所述镜腿不会与所述头部相交，而是在与所述头部侧面接触时略微向外移位并带有少量压缩。

一个或更多个实施例包括在调整3D框架以进行拟合时移动顶点。这可能会使特征出现一些不必要的变形。本发明的系统和方法可以包括智能地选择所述框架的非变形区域，以及在允许变形的区域中进行补偿。例如，一个或更多个实施例包括使框架唛头成为非变形区域，以保持商标唛头的美感并确保其适当呈现。

定制验配拟合顾客的库存眼镜

本发明的实施例可以准确地呈现框架在由专业人士定制调整以与所述顾客拟合之后的外形，并存储所述框架的每个区域应当调整的量，以便向所述专业人士传达待遵循的“调整指令”，从而实现所述拟合，即使患者未亲自现场也是如此。以前，所述框架的分配、所述框架的物理调整都要亲自完成。顾客与训练有素的专业人士都必须亲自到场。顾客无法在线订购框架并在经预先调整后使框架递送到家中——框架将以中性“制造状态”送达，如果它不适合开箱即用(对于Rx眼镜较为常见)，则必须请专业人士对其进行调整(或者如果顾客需要自己调整，这可能很难实现)。

本发明的实施例确定了如何基于所述实体框架的3D测量值(或通过所述框架的数字设计文件确定)和患者面部的3D扫描调整框架以使其与顾客拟合的方式。由于本发明的系统和方法支持通过以下方式对患者进行远程3D扫描：通过可下载的应用程序或基于嵌入式浏览器的方法，以利用2D图像来构建所述面部的3D表示；或者通过可下载的应用程序或基于嵌入式浏览器的方法，以利用深度传感器来构建面部的3D模型，因此患者可将其3D面部上传给其选择的零售商/专业人士，并允许所述零售商(或其系统)将其虚拟库存与所述面部拟合，增强调整后的购物体验。

此外，由于本发明的实施例确定了应当如何调整所选定的框架以使其与远程个体拟合的方式，以及向专业人士传达如何调整所述框架以使其拟合的方式，因此所述调整可以远程进行，从而能够将与顾客完美拟合的“预先调整后的”框架配送到家，且开箱即可使用。本发明的实施例还能实现店内取货(其中所述框架已调整拟合(节省了专业人士和顾客在取货期间所花费的时间))和/或路边取货。

本发明的实施例可以包括自动生成指令和示意图(例如，适用于实验室技术人员或配镜师)，以将库存眼镜从库存拟合预调整为半定制或定制拟合的算法。配镜师和实验室技术人员可以根据顾客解剖结构和处方测量相应因素。所述因素可以包括，例如，鼻梁大小、眼睛大小、瞳孔距离、瞳距、处方定心、镜腿长度、铰链类型、镜片安装类型、鼻托位置、框架宽度、镜片宽度、镜片高度、镜腿样式等。

可以通过调整增量列表向眼科保健专业人士传达如何调整框架：将耳弯向内移动10mm，将右镜腿延伸6mm，将全景倾斜度增加2°等。但是，这种传达指令的方法可能难以遵循。此外，口头或文字传达如何在六个自由度中调整可调整鼻托可能并不准确。

图3描绘了根据本发明的实施例的生成用于调整和预览库存眼镜框架的指令的示例性方法的流程图。如图3所示，示例性方法可以包括以下步骤中的一项或更多项。在步骤301中，所述方法可以包括使用成像/深度传感器装置扫描用户的面部。在步骤302中，所述方法可以包括基于所述用户面部的所述扫描来识别适合于所述用户的库存框架的子集。在步骤303中，所述方法可以包括基于所述用户面部的所述扫描来调整所述识别的合适框架选项的子集的模型。在步骤304中，所述方法可以包括在所述用户面部的图像上呈现所述预先调整的框架模型以供用户选择。在步骤305中，所述方法可以包括生成用于基于所述预览的预先调整来调整由所述用户选定的库存框架的实物对的指令。

图4A描绘了根据本发明的实施例的对人体面部和眼镜框架进行建模以生产定制库存框架产品的另一示例性方法的流程图。如图4A所示，示例性方法可以包括以下步骤中的一项或更多项。在步骤401中，所述方法可以包括获得产品框架库存。在步骤402中，所述方法可以包括扫描用户的解剖结构并提取测量值。在步骤403中，所述方法可以包括基于提取的测量值获得用户解剖结构的轮廓和/或表面的第一模型。在步骤404中，所述方法可以包括基于所述用户解剖结构的所述轮廓和/或所述表面，识别所述多个产品框架中的第一产品框架。在步骤405中，所述方法可以包括基于所述用户解剖结构的所述轮廓和/或所述表面确定对所述第一产品框架的调整。在步骤406中，所述方法可以包括生成第二模型渲染，其包含与所述用户解剖结构的所述轮廓和/或所述表面相匹配的所述调整后的第一产品框架

图4B描绘了根据本发明的实施例的生成用于调整和预览库存眼镜框架的指令的示例性方法的流程图。在步骤410中，所述方法可以包括接收多个眼镜框架的3D扫描和/或3D CAD文件。在步骤411中，所述方法可以包括获取个体面部的3D扫描和/或图像。在步骤412中，所述方法可以包括从所述3D扫描和/或图像中提取所述个体面部的面部测量值。在步骤413中，所述方法可以包括基于所述提取的所述个体面部的面部测量值和所述多个框架的3D扫描和/或3D CAD文件计算拟合参数。在步骤414中，所述方法可以包括基于美学、拟合度和/或光学约束条件，识别满足所述计算出的拟合参数要求的所述多个框架的已过滤子集。在步骤415中，所述方法可以包括选择满足所述计算出的拟合参数要求的所述已过滤框架子集中的其中一个或接收对所述已过滤框架子集中其中一个的选择。在步骤416中，所述方法可以包括根据一项或更多项美学、拟合度和/或光学约束条件，基于所述个体的提取面部测量值调整所述选定框架的3D框架模型。在步骤417中，所述方法可以包括求解与所述3D框架模型相关的佩戴镜片测量值相对于所述个体的提取面部测量值的3D位置。可以基于少于全部的佩戴镜片测量值和/或镜片或框架信息来求解所述3D位置。例如，可以基于所述模型中的一个或更多个点来求解所述3D位置。在步骤418中，所述方法可以包括基于所述求解的3D位置通过所述个体面部的图像和/或3D扫描预览所述调整后的3D框架模型。在一实施例中，所述调整后的3D框架的所述预览可能不同于(即，调整小于)求解的待调整模型(因此存在两种不同的模型；一种用于预览，一种用于指导调整)。例如，避免预览压缩可能是有益的。或者，可仅根据其在所述面部模型/图像上的渲染方式调整所述调整后的3D框架，例如通过关闭基于相机视图的遮挡或使用多路径渲染或本领域已知的其他技术。换句话说，所述模型可能仍与所述面部相交，经过渲染后，它看起来确实与所述面部相交。在步骤419中，所述方法可以包括生成用于调整所述选定框架的实物对以匹配调整后的3D框架模型的指令。

图4B所示的示例性方法可以进一步包括匿名聚合计算出的多个个体的拟合参数，以优化眼镜框架的实际和数字库存和/或优化制造商生成的框架设计。所述方法可以进一步包括通过执行所述眼镜框架到所述面部测量值的复杂且智能的非刚性变换，基于所述个体的提取面部测量值来调整所述选定框架的所述3D框架模型。所述方法可以进一步包括通过调整与以下一项或更多项相关的参数来调整所述选定框架的所述3D框架模型：所述框架的所述前框曲率、所述框架的所述鼻托以及所述框架的所述镜腿的所述耳弯和/或镜腿张开度。所述方法可以进一步包括使用所述个体的移动装置中的移动应用程序或与深度传感器通信的计算装置中的嵌入式浏览器来获得所述个体面部的所述3D扫描和/或图像。所述方法可以进一步包括通过在选定框架的库存版本与所述3D框架模型的调整后版本之间生成多个调整增量来生成用于调整所述选定框架的指令。所述方法可以进一步包括通过生成多个视图或截面图(包括所述3D框架模型的所述调整后版本的顶视图、底视图、前视图和侧视图中的一项或更多项)来生成用于调整所述选定框架的所述实物对的指令。

图5A描绘了根据本发明的实施例的用于为第一顾客调整库存框架样式的库存框架的示例指令。在眼镜制造中，在成批(以数百至数万为一批)生产相同的库存眼镜框架的情况下，在生产线末端确保批次(以及批次间)一致性可能至关重要。本发明的系统和方法可以通过为每种正在生产的形状(或独特的SKU，它是形状和颜色的组合)创建1:1比例的工程图纸来实现这一点，所述工程图纸显示了许多精心选择的视图或截面图。制造商可以按1:1的比例打印这些示意图，并实际使用它们来检查正在生产的眼镜的质量。出于演示目的，图5C反映了图5A所示的眼镜调整指令，例如，8.5”x 11”纸上印制的1:1比例的工程图纸中的调整指令。所述实体眼镜可以放置于所述图纸中展示的各种视图上，并且手动(或通过手动工具或机器)调整与所述图纸之间存在的任何偏差，使最终产品与图纸保持一致。这种海量信息的视觉传达是高效且方便待接受培训的生产线操作员遵循的。无需有任何文字——它可以是纯视觉的。简单的指令是调整每个产品，使其与图纸相匹配。这种易于理解、简单的视觉验证方法，这种高带宽的通信方式，不仅有助于利用低技能劳动力进行大规模生产，而且还具有高度可重复性和再现性。

参考图5A，确保在打印所述示意图时正确设置边距以实现1:1比例，或者将其在无纸装备中以数字方式显示时，可在所述示意图用作所述打印机/显示器比例的检验工具的情况下，在所述示意图中纳入/提供标定板(已知大小的物体)。例如，可纳入信用卡精确大小的矩形，因此可根据信用卡尺寸对任何打印或显示的示意图进行抽查，以确保示意图正确打印。在获得适当比例后，可以通过将所述框架放置在四个不同的位置并调整所述框架以与所述指令相符来调整所述框架。例如，可以将带有所述镜片的所述框架放在纸上，所述框架的顶部靠在纸上，所述左镜腿靠在纸上和/或所述右镜腿靠在纸上。所述轴线上的所述数字可以毫米(mm)为单位。所述调整完成后，所述框架将与所述第一顾客拟合。可将附加信息呈现于所述示意图中，以便向所述配镜师提供附加的背景或值来源。例如，与所述订单相关的信息可写入表格中，例如顾客姓名、框架型号、框架颜色、(零售商或制造商或两者的)SKU编号、订单日期、(生成所述图纸或进行拟合等的所述算法的)版本号等。此类信息可以是人类可读信息，也可以通过1D或2D条形码传送。如果所述示意图以数字方式显示，则所述示意图中含有的超链接后可能含有此类信息。

用于订购、磨边和安装Rx镜片的所述光学测量值也可以包括在所述示意图内的表格中(或见于超链接后)。这可包括所述左眼和右眼的相关信息，并且每只眼睛的信息可包括但不限于近用瞳孔距离、远用瞳孔距离、光学中心高度、子片高度、过渡通道长度等。这还可包括选择所述正确的镜片毛坯大小所需的所述框架的测量值，例如A、B、DBL和ED。此外，可计算并包括最小毛坯大小。此外，还可包括与所述Rx相关的信息，包括但不限于屈光力、柱镜、轴位、棱镜、加光屈光力、基弧、镜片指数、镜片材料等。此外，可包括数字表面处理的渐进镜片设计所需的佩戴测量值的3D位置，例如顶点(每只眼睛)、全景倾斜度和框架前包角。还可包括有关镜片应当如何磨边的信息，例如是否应当斜切或开槽、将所述斜面放置在何处、边缘的倾斜角等。此外，可包括所述示意图对以下事项的假设方式：即，斜面/凹槽如何相对于所述镜片的所述前表面安置，例如随前、33/66、50％等。

除上述信息的文字传达外，所述左侧和右侧镜片的所述光学中心也可以直观地显示/叠加在所述示意图中的各种渲染眼镜视图上。除所述光学中心标记(适用于单光镜片)外，还可包括渐进镜片标记，例如拟合十字/拟合基准点、棱镜基准点、远距离验光环卡、水平对准线、近距离验光环卡、对准点等。即使是表示渐进式设计的不可用区域(表示周边变形区域的边界)的线条也可叠加在示意图上。镜片生产线上使用的任何永久性或临时性标记都可以进行渲染。

根据一个或更多个实施例，以文本和视觉方式传达所述光学测量值可能是有用的。首先，它确保了订单的中心和密集真相来源。其次，许多零售商自己不进行镜片磨边和安装，因此该调整示意图可作为目视确认依据，确认在顾客取货或框架寄送到其家中之前，镜片已适当磨边并安装到所述框架中。可在交付给顾客之前发现并纠正错误，从而使顾客对新眼镜的首次体验尽可能完美。

观察体积守恒情况时发现，随着镜腿延长(耳弯向镜腿套端移动)，耳后部分应当变短，反之亦然。本发明的一个或更多个实施例可以确定如何调整耳弯以确保所述调整指令的物理准确性，因此通过在所述示意图上放置框架，可以检查所述镜腿的长度，且所述镜腿套应当仍然匹配。

图5B描绘了根据本发明的实施例的用于图5A所示的库存框架样式的示例指令。如图5B所示，所述调整与对图5A所示的所述第一顾客指令的所述调整略有不同。所述框架可以放置在若干个不同的位置并进行调整，以实现适当拟合。为了获得适当比例，可以使用信用卡与右下角的所述灰色框进行比较。在获得适当比例后，可以通过将所述框架放置在四个不同的位置并调整所述框架以与所述指令相符来调整所述框架。例如，可以将带有所述镜片的所述框架放在纸上，所述框架的顶部靠在纸上，所述左镜腿靠在纸上和/或所述右镜腿靠在纸上。所述调整完成后，所述框架将与所述第二顾客拟合。

一个或更多个实施例可以支持信息的文字传送，但实施例可以进一步通过利用在大规模制造中使用的这种方法并对其进行扩展，从而支持一次性调整，以实现对库存框架的调整，使其与独特个体拟合。本发明的系统和方法可以生成独特的示意图，所述示意图的比例为1:1，其通过许多精心选择的(但一致的)视图或截面图展示了所述调整后的眼镜。出于演示目的，图5D反映了图5B所示的眼镜调整指令，例如，8.5”x 11”纸上印制的1:1比例的工程图纸中的调整指令。本发明的系统和方法可以使3D网格变形以便在面部照片级逼真地渲染它，也可采用所述修改后的3D模型(现在为所述个体定制)，并使用它来渲染具有任何数量的视点的所述示意图，因为所述输入为3D资产(尽管对所述个体而言是唯一的)。

根据一个或更多个实施例，可以自动生成“调整指令”，以实现低成本、即时周转和规模化的业务需求。所述生成的示意图可以特定于给定框架和给定面部。由于本发明的系统和方法可以包括在渲染期间遵循一组规则的虚拟试戴(所述规则展示了专业人士将如何调整框架以使其拟合)，因此所述示意图可以是专业人士应当如何调整所述框架以使其拟合的完美视觉指南。所述规则可能会弯曲组件，其中配镜师会弯曲框架以使其拟合，同时通过一组规则确保不会传达在物理世界中无法完成(即，无法在物理上完成，否则会导致框架破损)的调整。

可以使用所述眼镜的不同视图来传达不同类型的框架调整。自下而上的视图与侧视图相结合，可以很好地展示如何操作可调整鼻托来实现预期的拟合度。自上而下或自下而上的视图可以传达镜腿应当如何向内或向外张开以考虑头部/耳朵宽度以及耳弯的安置(镜腿的加长和缩短)。侧视图在帮助确定镜腿长度方面也具有互补性，并且通过利用截面图，仅左镜腿的视图(不会因右镜腿的存在而干扰/混淆)允许通过所述视图清晰地阐释调整意图。可以通过任何虚拟相机位置和视场渲染眼镜，以创建意图清晰的一致视图，并且可以将组件隐藏在某些视图中，以便通过移除分散注意力或遮挡目标的无关对象来帮助提高清晰度。

此外，用于渲染视图的相机位置也可以自定义为特定的调整指令(特定于给定框架和给定面部的拟合解决方案)：并非通过未调整眼镜(与所述面部无关)坐标系中的平面渲染所述眼镜，可以创建平面，所述平面模拟在所述调整后的框架倒置放在所述桌面上的情况下与所述框架接触的桌面(接触所述框架前部的顶部和一条镜腿的耳弯顶部(如果所述镜腿是对称的、镜像的，但在不对称的情况下，只有一条镜腿会与所述桌面接触，另一条会悬浮在空中))。在配镜师成功地按预期调整所述眼镜时，此类视点恰好是现实生活中所述配镜师的视点，并且所述示意图可以用作搁在其上的所述框架的镜面反射。“虚拟平面”还可以在其他渲染视图中用作虚线，用于在视觉上传达因一条镜腿相对于另一条镜腿出现的镜腿下垂而进行的必要不对称调整。

根据一个或更多个实施例，视图连同视觉资料或文字标注也可以有助于细微调整，例如框架全景倾斜度或前框包绕的增加或放松。

根据一个或更多个实施例，眼镜图像可以是实心填充的、线框、轮廓线图等。采用任何数量的方式渲染它们，以便实现背景和意图的最佳传达。此外，它们可以通过彩色、灰度和/或黑白渲染。如果可以在打印机中装入更大的纸张，则它们可以按1:1的比例呈现于更大的纸张上，以利用更大的纸张空间(例如A4、A3、A1、A1、A0纸张大小)。此外，保存为PDF或其他数字格式的所述指令也可以无纸方式使用：监控器或平板计算机可以平放在桌子上，面朝上(或安装在玻璃下)，然后它可以数字化呈现示意图，无需以物理形式打印出来，同时假设已确认显示设置，以按1:1的比例显示所述示意图。

本发明的实施例可以方便配镜师和实验室技术人员基于对所述顾客(面部)解剖结构的所述扫描测量这些因素，并调整库存框架以确保其拟合。可以基于对所述顾客解剖结构的扫描进行的示例性调整可以包括：根据对所述顾客鼻子的扫描调整鼻托角度；根据包括所述顾客耳朵的扫描将镜腿弯曲成更大的锐角或钝角；弯曲或调整铰链，以根据顾客的眼睛位置或所述顾客的眼睛在每块镜片中的位置等来使光学器件居中或强化光学器件。

例如，如果两个相应接触表面适当对齐并配合，使得无高压力点，并且如果眼镜由鼻子自然地支撑在适当的位置，则可以使放置于所述顾客鼻子上的所述眼镜鼻托的舒适度达到最佳。本发明的实施例可以包括指令和示意图，以自动帮助眼镜专业人士(例如，实验室技术人员或配镜师)将库存框架眼镜模型的鼻托与顾客面部的扫描相匹配。例如，适用于专业人士的用户界面可以包括用高亮颜色(例如，黄色)显示所述库存框架上的鼻托，并允许所述专业人士将所述框架叠加在给定顾客面部的3D扫描上。在一实施例中，一旦所述鼻托在所述扫描中被适当点亮，所述高亮颜色便可能发生变化(例如，从黄色变为绿色)。例如，所述给定顾客的所述眼镜可以具有(或修改为具有)基于所述鼻垫位置安置的鼻垫，在所述位置处，所述界面的所述鼻垫以诸如绿色高亮显示。所述界面可以进一步包括视觉或音频指令，例如，“请对准鼻托进行扫描，直到鼻托指示器变成绿色”。

安置于解剖结构扫描之前的定制

光学测量值

根据一个或更多个实施例，所述虚拟试戴中对框架的预先调整可以提供更好的预览，允许执行调整指令，以便将开箱即用的框架交付至顾客家中，并且允许通过此类平台分配光学测量值。如本文所述，了解可以如何以及将如何调整框架以使其拟合，并预览如何将其以照片级逼真和物理上准确的方式安置于所述面部，意味着可以导出所有3D佩戴位置测量值。

根据一个或更多个实施例，了解所述鼻托的所述3D形状，以及所述表面将如何接触和停留在所述患者鼻子的3D形状上，可能是求解光学器件的光学高度和/或子片高度的重要输入。求解所述接触面决定了所述面部给定框架位置的光学安置位置，有关预期光学高度比、与面部的距离、理想的全景角度等的各种拟合规则决定了哪种有效的解决方案是最终预览且推荐的解决方案。此外，确保最大接触表面积，或确保所述框架鼻托表面角度与确保患者鼻子角度匹配的紧密度，可以通过将所述重量分布在更大的表面积上(从而降低压力)以及减少滑动(因相似表面之间的“摩擦锁定”引起)带来更多的益处，提高舒适度。相较于停留在点或边缘上(在油性鼻子上停留可能会导致如同滑雪板滑下光滑的雪地一般滑动)，将所述接触分布在大面积上可产生额外的摩擦力以及类似于感应真空或“扭合性”的摩擦锁定，这在两个非常平坦的表面相互吸引时产生(类似于两个非常光滑、平坦的量块可以在无外力作用的情况下粘附)。作为拟合和/或过滤算法的一部分，可以存在压力阈值，其考虑到表面接触和眼镜重量，其中眼镜重量是所述框架和每块单独镜片重量的组合。一旦知晓作为输入的镜片基弧、镜片形状、Pd、OC高度和Rx，便可以精确计算Rx镜片的重量。

根据一个或更多个实施例，头部倾斜度和/或确定的自然头部姿态可以由系统在扫描过程期间通过比较扫描器具相对于被扫描面部的六个自由度来求解。因此，一旦面部经过扫描并显示在坐标系中，即可通过指示所述相机相对于所述面部的6个自由度的所述相机矩阵以及包含3或6轴陀螺仪和加速度计的惯性测量单元传感器(IMU)(可确定真实世界中的面部定向)确定所述自然头部姿态。此外，所述环境(有或无标定板)的标志可以进一步求解所述扫描装置在真实世界环境中的定向精度，帮助了解患者的自然头部姿态(即头部相对于重力方向(向下)的俯仰角)。

配镜师或用户可通过为他们提供可视化界面来旋转所述头部(以3D或2D形式)，直到屏幕上显示出相对于屏幕上的XY坐标(如果显示器处于纵向模式，则Y表示向下)的预期内容，从而细化自然头部姿态或头部倾斜角以及头部滚转角。可以存储此偏移量并供日后调用，或者可以重新配准整个面网格，使得所有顶点都在此新坐标系中。

头部滚转角对于确定左右眼是否具有相同的光学中心高度(OC高度)或其相应高度是否应当不同非常重要。对于大多数患者而言，它们应当是对称的，但考虑到一些罕见的面部不对称情况，启用配镜师覆写可能是有利的。

一旦确定了头部俯仰角或自然头部姿态，便可确定准确的全景倾斜度和光学中心高度，并可将其用于求解镜片中心测量值的所有其他方面。

可以3D方式计算顶点距离，并且可以精确计算从瞳孔表面到镜片背面的距离。如果考虑到正屈光力Rx镜片表面的变化方式，需要测量镜片背面，则可以在给定框架包绕、全景倾斜度、镜片指数、Rx屈光力、Rx柱镜、轴位、最小边缘厚度、镜片外周形状、有效直径(ED)或最小毛坯大小的情况下进行精确计算。

在一实施例中，计算机系统可以获得具有识别的关键面部特征的按比例缩放的扫描或按比例缩放的面部模型，包括但不限于所述眼睛、鼻子、耳朵、眉毛等的大小、点、线和面。所述计算机系统还可以获得具有识别的关键特征的可配置眼镜模型或库存眼镜产品，包括但不限于所述镜腿、鼻托、镜片、鼻梁架等的大小、点、线和面。所述计算机系统可以基于预先定义的拟合指标(例如眼镜宽度与面部宽度的最佳比例、眼睛在镜片内的最佳居中等)，优化所述配置产品模型参数，以减少所述面部与眼镜模型的各种特征之间的误差。

例如，本发明的系统的界面和示意图可以帮助眼镜专业人士调整所述镜腿的所述角度，直到所述镜腿与所述耳顶之间的误差最小化。所述计算机系统可以基于其他技术(例如提示来自眼镜专业人士的输入或调整、机器学习或分析方程)来优化所述拟合度和样式。所述计算机系统可以用新参数更新所述眼镜模型，用于制造后的后处理/调整，甚至用于制造眼镜模型。所述计算机系统可以执行优化以实现刚性变换，从而使所述眼镜模型与所述面部扫描或模型对齐。所述产品和面部的关键特征之间的误差可以最小化，并且某些特征的权重高于其他特征。所述计算机系统可以变换所述眼镜模型的坐标，以使其与所述解剖结构扫描/模型相一致，从而投入与所述顾客的解剖结构对齐的新眼镜设计。

安置于解剖结构扫描之后的定制

计算机系统可以获得具有识别的关键面部特征的按比例缩放的面部模型，包括但不限于所述眼睛、鼻子、耳朵、眉毛等的大小、点、线和面。所述计算机系统可以获得具有识别的关键特征的可配置眼镜模型，包括但不限于所述镜腿、鼻托、镜片、鼻梁架等的大小、点、线和面。所述计算机系统可以执行优化以实现刚性变换，从而使所述产品模型与所述面部对齐。所述产品和面部的关键特征之间的误差可以最小化，并且某些特征的权重高于其他特征。所述计算机系统可以变换所述眼镜模型的坐标，以使其与所述解剖结构模型对齐。所述计算机系统可以分析所述产品模型与解剖模型之间的相互作用以及尺寸和误差。

例如，所述计算机系统可以检测到顾客鼻子上眼镜模型的位置过低。然后，所述计算机系统可以自动调整所述眼镜模型或提示顾客通过调整鼻托、镜腿、铰链等来调整所述眼镜模型，从而为顾客提供更好的拟合。作为另一示例，所述计算机系统可以检测到所述顾客的面部相对于所述眼镜模型是歪斜的。所述计算机系统可以使所述眼镜模型扭曲变形，还可以调整所述镜腿和鼻梁架以确保为顾客提供更好的拟合，并且可以基于预先定义的拟合指标(例如眼镜宽度与面部宽度的最佳比例、眼睛在镜片内的最佳居中等)最大限度地减少所述面部特征与产品特征之间的误差。可以为所述顾客更好地设计由此得到的拟合模型。可以向眼镜专业人士提供由此得到的拟合模型的规格，以确保预先调整库存框架，使其与顾客拟合。

定制拟合

本发明的系统和方法可以依赖于面部的3D扫描来实现虚拟试戴目的，但是如果提供的面部测量值源自于所述3D面部，则这一点也适用——也就是说，如果所述测量值是在未实际捕获3D模型的情况下捕获到的面部测量值，则本发明的系统和方法仍然能够针对光学中心、框架拟合和调整指令进行求解。类似地，本发明的算法可以从3D资产中导出框架的所有测量值，但是如果在无所述资产的情况下直接提供所述测量值，则所述系统可能无法渲染所述资产；但是，所述系统可以针对过滤、拟合、光学中心和文字调整指令进行求解。

获得框架的3D资产的方法可以分为两种。首先，方法和系统可以利用制造商在其设计和制造过程中已经创建的3D设计文件。方法和系统可以在所述3D资产上设置一些3D点(手动或自动检测)，以便为拟合提供动力，并且表面也可以识别为所述拟合算法的输入(出于最大限度地增加鼻或颞表面接触等目的)。此外，可以对实体框架进行3D扫描，以便获得渲染所需的3D信息，同时便于平台和下游方法利用其传递本文所述的值。3D点不仅可以用于支持过滤(应当推荐哪些框架作为匹配过滤标准的框架，这可以考虑审美偏好以及拟合标准)，还可以确定框架中应当加以调整以实现拟合的位置和调整方式(出于虚拟试戴目的，且适用于下游调整指令)。所述3D点还可以用于导出框架和/或镜片测量值，例如A、B、DBL、镜腿长度、框架包绕、基弧、ED等。3D眼镜框架上设置的所述3D点还可以指示哪里的组件可以相对于彼此移动以及如何移动，以调整佩戴和调整后的状态，例如所述镜腿相对于所述框架前部的枢轴点(以及它们是否具有弹簧铰链)。

库存眼镜的多种拟合解决方案

由于鼻托表面是固定的，因此醋酸纤维框架的库存眼镜的拟合解决方案的数量可能是有限的。然而，对于金属框架，对可调整鼻托臂的显著调整可以考虑光学和美学考虑因素，以在确定多种拟合解决方案中最终应当选择的其中一种时发挥更重要的作用。一些可能影响拟合规则的输入包括：眼睛定位(在所述镜片开放位内的水平和垂直方向)的理想光学和美学考虑因素；所述框架与所述眉毛之间的理想距离；理想的鼻子接触面；所述镜腿长度和张开的可调整性限制；全景倾斜度光学和美学考虑因素；避免脸颊和睫毛接触；最小顶点距离等。由于镜片基弧的变化，必须重新计算其中许多输入，这取决于光学要求和可用于将所述斜面安置于所述镜片周边的方法(随前、33/66、50％等，它决定了有效的基弧，基于所述镜片在所述镜框中的安置方式，其可以偏离正面或背面基弧)。

所述计算机可以分析定量解剖模型与眼镜模型之间的测量值组。示例性测量值组包括但不限于：眼镜宽度与面部宽度；鼻托之间的距离与鼻子宽度；鼻托的角度、形状或大小与鼻子的角度、形状或大小；镜腿长度与耳朵位置；眼镜高度与面部高度；每只耳朵相对于眼睛或其他基准点的高度；镜片中心与眼睛中心之间的距离；镜片内表面到瞳孔的顶点距离；镜腿相对于框架的外张角；镜片相对于由面部正面创建的平面的；眼镜镜面弯与相应的面部包绕曲率。这些测量值可能受限于尺寸或库存眼镜模型。换句话说，由于使用的是库存眼镜，因此只能调整一些参数。定制镜片参数可能具有更大的灵活性。

所述计算机系统可以使用这些测量值来优化针对所述顾客面部的可配置眼镜模型。可以通过默认指标(例如眼镜与面部宽度的比例的最佳值)来告知自动调整。每个指标可以包含在所有顾客面部适当缩放的无量纲比例、指定的尺寸(例如，顶点距离)、最佳值的范围等。每个指标可以单独优化，或者如果存在交互作用(例如眼镜框宽度与镜腿角度的交互作用)则一起优化。

镜片厚度渲染

本发明的实施例的系统和方法可以求解所有镜片光学测量值，渲染所有处方的镜片厚度。在零售和电子商务环境中，这可能有助于避免买家后悔，并提供了复杂的销售支持工具来促进围绕各种镜片折射率选项的对话。

对于所述镜片的所述光学中心是最厚点这一事实，正球面Rx可能颇具挑战性，因此要渲染不太厚的最小边缘厚度(驱动中心厚度)，可能需要非常好的用以确定所有光学中心测量值的手段，同时需要复杂的用以了解3D中所述镜片周边形状的手段以及得出有效直径(制造商通常不提供该值)的手段。但是一旦掌握所有测量值，采用简单的数学、三角学、线性代数和先进的渲染技术便可以做到这一点。

根据一个或更多个实施例，除渲染镜片厚度外，使用诸如光线追踪、路径追踪、光线行进等先进的渲染技术，可以渲染所述镜片的折射率。这意味着在光不仅穿过Rx镜片，而且穿过透明或半透明的框架材料时，可能会发生变形。对于所述框架，所述结果强化了所述虚拟渲染的真实感，使其与实体试戴无区别，只是它可以远程完成，且相较于店铺存货，其不同形状或颜色的库存有所扩充。但是，与物理上准确的镜头渲染相结合时，所述虚拟结果优于实体试戴，因为所述系统可能会对Rx镜片在制造之前戴在面部所呈现的外观进行渲染。这可能有助于围绕Rx镜片选项的销售支持对话，并避免买家因以下情况而后悔：即，拥有强韧Rx镜片的顾客选择即使使用高折射率材料时也会导致镜片厚重的框架。

此外，一个或更多个实施例可以提供各种镜片涂层选项，例如各种抗反射涂层以有助于销售支持，以及用于Rx和平光太阳镜片的任何数量的色调和镜面选项。

此外，一个或更多个实施例可以通过运行镜片映射算法(渐进镜片设计算法)为个体设计定制镜片，并渲染所述数字设计的实际镜片变形，帮助向顾客传达减少的周边变形、更宽的过渡通道或一种数字镜片设计(优于另一种)。或者，镜片设计供应商权衡软镜片或硬镜片设计，以及改善销售咨询和围绕此类镜片购买的流程。

最佳值可能会根据顾客输入或根据图像数据确定的其他因素而有所不同，例如性别、年龄、脸型、眼镜样式、眼镜用途或当前流行的样式。例如，用于娱乐用途的眼镜可能更倾向于增加框架包绕以及使镜腿更紧密拟合，以减少眼睛承受的风量，加宽其矫正视野和/或提供更多的冲击或防晒保护。相较于选择金属眼镜的顾客，选择塑料眼镜的顾客可能更喜欢较大的眼镜。这些顾客定义的偏好可用于在定制过程中改变最佳参数。

所述拟合和调整可以包括用于生成眼镜框架和镜片几何构造的系统和方法，所述眼镜框架和镜片几何构造是针对顾客的解剖结构定制的，且针对光学性能进行了优化。例如，本发明可以包括用于为特定个体生成眼镜的系统和方法。例如，本发明可以包括用于通过根据顾客的解剖结构构建顾客的多焦点或渐进镜片和框架，并针对光学性能进行优化来生产定制眼镜的系统和方法。例如，所述框架可以根据顾客的面部解剖结构来定形、模制或勾勒轮廓。在一情形下，本发明可以包括生成或接收所述顾客解剖结构(例如面部解剖结构)的扫描或模型，以及构建形成所述顾客解剖结构模型的几何特征的眼镜框架的可配置参数模型。

在另一示例中，所述眼镜的所述镜片可以根据顾客的光学信息来定形。本发明的系统可以提供用户界面，以帮助眼镜专业人士调整镜片参数或所述眼镜模型，强化或优化其眼镜的光学性能。所述界面可以让专业人士通过一系列验证或视效(例如，作为工作流程的一部分)进行指导，并确保所述专业人士可以得到适合的眼镜拟合度以及能够使眼镜实现良好的光学效果的镜片结构。光学信息可以包括有助于生产或采购顾客的理想光学镜片的信息，例如处方信息(屈光力、球面、轴位、中心、加光屈光力、定位等)、镜片类型、镜片材料、镜片色调、镜片厚度、镜片曲率、基底曲率、镜片大小、光学设计参数(例如，远视用瞳孔距离、近视用瞳孔距离、顶点距离、面部包绕、眼镜和框架轮廓、子片高度、光学高度等)、顾客的矫正需求(例如，散光或远视矫正)、顾客的观看习惯等。在一实施例中，光学信息可以包括整理成多个类别的信息：有关镜片如何拟合框架的信息(例如，改变参数框架可相应调整参数镜片)、有关镜片光学参数的信息(与框架的形状无关)、有关镜片的信息(与框架无关)、数字渐进镜片设计参数或原理、“佩戴位置”变量(例如，由于框架与顾客的解剖结构特征拟合的方式而产生的变量)、对顶点距离变化的补偿、垂直棱镜失衡的补偿或调整、检查球面屈光力、轴线定向、镜片在框架内的拟合、基弧、偏心度、厚度等。

有关镜片如何拟合框架的信息可以包括以下一项或更多项：A尺寸(宽度)、B尺寸(高度)、镜片周长、左镜片形状的磨边/切割轮廓的最内点与右镜片形状的磨边/切割(DBL)轮廓的最内点之间的距离、框架包绕/基弧、追踪轮廓(例如，镜片的磨边/切割轮廓的实际2D或3D形状，其可以与框架中相应的镜片孔、镜片斜面或凹槽类型(和尺寸)、镜片磨边厚度(边)内的镜片斜面或凹槽定位相匹配(例如，与镜片正面的距离或所占百分比、斜面的基弧(例如，随镜片或与理想曲线的偏离)等。

有关镜片光学参数的信息(与框架的形状无关)可以包括以下一项或更多项：处方(例如，屈光力、球面、轴位、加光屈光力等)、镜片类型(例如，单光、双焦点、三焦点、渐进等)、中点(例如，远视用单眼瞳距、近视用单眼瞳距(例如，阅读)的单眼瞳距等)。单眼瞳距可以包括从每只眼睛到鼻子中心平面的距离。单眼近用瞳距(与双眼瞳距相反)可以产生有关顾客如何偏向其首选阅读位置的信息，例如，相对于右眼和左眼。一些顾客可能更偏向于右眼主视，实际上更喜欢阅读中心右侧的对象。例如，如果在顾客阅读位于其理想阅读位置的物体时进行测量，单眼Pd可能会捕获到这种顾客偏好。

关于镜片的信息(与框架无关)可以包括以下一项或更多项：基弧、镜片材料(例如，CR-39、聚碳酸酯、1.60、Trivex等)、镜片材料指数(例如，1.49、1.56、1.60等)、中心厚度、镜片涂层(例如，抗反射、超吸水性、抗划痕、抗静电等)、镜片着色和/或其他镜片属性(例如，偏光、光致变色、防蓝光等)。

数字渐进镜片设计参数或原理可以包括以下一项或更多项：渐进镜片预计会引入不必要的周边变形，某些镜片设计可能会针对各种用例进行优化，以便在以未用于所述用例的镜片区域发生变形为代价来优化所述用例的光学设计(例如，用于全方位用途的渐进镜片可以平衡远距离使用和阅读使用的设计，而主要用于阅读用途的渐进镜片可以远视、过渡通道长度(例如，从远距离区域到阅读区域的过渡区长度，其中可以优化设计，以在不可能实现长过渡通道时产生镜片(例如，如果预期框架不是很高))等为代价来优化所述阅读区域。

“佩戴位置”变量可以包括以下一项或更多项：顶点距离(例如，在所述镜片安置于所述框架中且所述框架架设于所述顾客面部时，所述镜片背面到所述瞳孔的距离)、全景倾斜度(例如，在所述镜片安置于所述框架中并相对于所述瞳孔架设在所述面部时，所述镜片的所述向下倾斜度)、框架包绕(例如，在所述镜片安置于所述框架中且所述框架安置于所述面部时，所述镜片的所述向内倾斜度)、光学高度(例如，从所述镜片底部到所述顾客瞳孔或虹膜的垂直距离)、子片高度(例如，对于双焦点或三焦点镜片，所述子片高度可以包括从镜片底部到所述双焦点(或三焦点)阅读区域的顶部的所述垂直距离)。对于渐进镜片，所述子片高度可以包括从所述镜片底部到由远距离区域变为阅读区域的所述过渡区域的起点的所述垂直距离。此高度可以根据顾客的预期阅读位置、单眼距离(例如，因为左右镜片可能会根据顾客的瞳孔和/或虹膜的位置而有所不同，以响应所述顾客的鼻子中心)等进行调整。

先进的“数字补偿的”渐进镜片设计可调整所述镜片的正面和/或背面以响应于“佩戴位置”变量，例如，以针对给定框架和顾客优化镜片的光学性能(并减少不必要的光学变形)。但是，如果调整所述框架以将所述镜片保持在非光学理想位置，则可能会增加补偿。可以实现的数字补偿量可能受到限制。某些框架形状可能会限制所得镜片的光学性能。例如，对于双焦点或渐进镜片，B尺寸过小(例如，镜片高度狭窄)可能通常不允许有足够大的阅读部分，或者此类B尺寸可能要求渐进过渡通道长度非常短。同样，框架包绕越多，可能引入的变形越多(或者可能需要更多的数字补偿以减少所述变形)。

通过允许对框架进行参数调整以响应于镜片，所揭示的系统和方法可以调整所述框架，以将所述镜片定位于所述顾客面部，且具有良好光学性能。例如，可调整框架的包绕和曲线以对应于顾客的优化光学设计。在一示例性案例中，考虑到所述框架在面部的安置方式以及所述顾客的首选阅读位置，可以调整所述框架的全景倾斜度以理想地定位所述镜片的所述角度。或者或此外，所述框架的所述镜腿角度可以基于所述镜片的基弧进行调整，因此可以相对于所述顾客的耳朵正确定位所述镜腿。

顾客的观看习惯可以包括：顾客倾向于在面部架设其眼镜的位置(例如，顾客是喜欢把眼镜戴在其鼻梁的低处还是其鼻梁的高处)；倾斜度，顾客基于此通过所述镜片观察物体；所述顾客使用所述眼镜聚焦于近距离物体(例如，在阅读过程中)、远距离物体(例如，在运动过程中)还是变化范围(例如，驾驶时查看仪表板信号和路标)等。例如，如果顾客经常在阅读的同时以极端角度向下看，则其可能会从以下情况中受益：具有更高的全景倾斜度，和/或阅读区域位于所述镜片较低位置，和/或更高的镜片，和/或镜片位于面部较低位置。在本发明中，可以定制框架以容纳更高的镜片，和/或被构造成将所述镜片定位于所述顾客面部较低位置的框架几何形状，和/或所述镜片中定位于所述镜片较低位置的阅读区域。在另一情况下，如果顾客的鼻梁很低，则其可能无法在其预期的阅读位置和距离上通过所述镜片看清，因为普通框架可能会将所述光学器件定位在过于靠近其面部的位置。在本发明中，可以优化所述定制产品的所述顶点距离，以将所述镜片安置在与所述顾客眼睛相距理想距离的位置处。

考虑到所述眼镜在其鼻子上的架设位置，本发明的系统可以确定或接收顾客倾向于通过其眼镜观察物体的首选视角。然后，本发明的系统可以呈现界面或示意图，供眼镜专业人士调整所述库存眼镜模型框架，以将所述镜片以最佳光学角度定位，和/或所述镜片可以根据所述顾客的此类习惯和偏好来定形(包括对于出于美学原因可能将所述镜片定位于相对于所述顾客和/或所述顾客的用例的非光学最佳位置/方位的框架，补偿镜片的光学性能)。例如，本发明的系统可以提供其中所述视角展示为三角形或颜色编码区域的界面，并且可以提示所述眼镜专业人士调整所述眼镜模型的所述可配置部分，直到所述部分匹配或对齐表示所述视角的所述颜色编码区域。

其他测量可以包括：所述镜腿的所述长度或角度以及所述镜腿之间的距离，以实现与所述顾客面部的拟合，所述眉毛、颧骨、鼻子长度和所述头部宽度可能会限制眼镜与顾客面部拟合的位置。所述面部的其他尺寸(包括所述头部形状，曲率，所述鼻子的长度、形状和角度等)可用于拟合具有优化舒适度和光学性能的框架和镜片，以供特定顾客使用所述眼镜。换句话说，为顾客生成镜片可以考虑顾客的解剖结构和顾客的观看习惯，以便为所述顾客提供改进的或最佳的光学性能/清晰度。

本发明的实施例提供的示意图和指令也可以考虑镜片与框架之间的关系，以优化光学安置。所述瞳孔相对于眼镜的所述位置对于确保良好的光学舒适度而言可能至关重要——光学目标可以是在所述眼睛凝视前方时将所述镜片的所述光学中心直接定位于所述眼睛前面(例如，瞳孔和/或虹膜)。安置不适当会导致不必要的棱镜效应，从而引起头痛和恶心。在一实施例中，算法可以旨在优化镜片，这取决于框架形状。

在一实施例中，可以通过最大限度地缩小以下各项之间的距离来实现优化：所述眼镜中心与所述鼻子中线；每只建模的耳朵的所述顶部(所述头部交叉处)与所述镜腿底部(位于所述耳朵顶部)；所述眼镜上的鼻托与所述鼻子表面；所述眼睛的中心点与所述设计的最佳眼睛位置；眉毛和/或颧骨与所述特定眼镜前框之间的预先确定的偏移距离。如前所述，所述优化还可以被配置成考虑所述眼镜的功能(例如，用于阅读的眼镜与用于观看远距离物体的眼镜)、所述眼镜的厚度以及相应框架隐藏厚镜片边缘的程度，或者或此外，顾客在使用眼镜时的观看习惯。框架也可以被配置成不仅适应所述顾客的解剖结构，还适应所述优化的镜片。

除描述用于生成所述定制眼镜或生成所述定制眼镜的模型的示例性系统和方法外，本发明还包括用于向顾客呈现其所拟合的眼镜的预览的示例性系统和方法。此类预览可以包括顾客在佩戴所述眼镜时的形象显示和/或顾客在通过所述眼镜的镜片观看物体时的查看方式的显示。在一实施例中，所述显示可以包括交互式显示，其中所述顾客可以进一步修改所述建模和显示的眼镜的几何、美学和/或光学方面。

本发明还包括用于评估顾客的光学信息并基于所确定的光学信息为所述顾客创建定制眼镜的示例性系统和方法。虽然将结合创建、生产和交付定制拟合的眼镜来描述本发明的实施例，但是应当理解，本发明涉及可能与所述顾客的解剖结构或物理特征以及所述顾客对特定产品的偏好相关的各种各样的产品的创建、生产和交付。应当理解，针对眼镜的所述创建、生产和交付描述所揭示的实施例与基于所述顾客的特征和期望定制的各种各样的产品的创建、生产和交付有很多相似之处。因此，下文针对眼镜描述了所揭示的实施例，应当理解，本发明并不局限于此。

模型或3D模型可以包括点云、参数模型、纹理映射模型、表面或体积网格，或表示对象的其他点、线和几何元素的集合。制造指令可以包括分步制造指令、组装指令、订购规格、CAM文件、g代码、自动化软件指令、用于控制机械的坐标、模板、图像、图纸、材料规格、检查尺寸或要求等，制造系统可以包括被配置成向眼镜专业人士和/或机器传送制造指令的计算机系统、包括被配置成遵循制造指令的机器的联网计算机系统、依次传递指令的一系列计算机系统和机器等。眼镜可以包括眼镜框架、太阳镜框架、单独的框架、单独的镜片、框架和镜片一起、处方眼镜(框架和/或镜片)、非处方(平光)眼镜(框架和/或镜片)、运动眼镜(框架和/或镜片)、电子或可穿戴技术眼镜(框架和/或镜片)。

在一示例性实施例中，本文所述的计算机系统可以包括但不限于平板电脑、电话、台式机、膝上型电脑、自助服务终端或可穿戴计算机。所述计算机系统可以进一步包含服务器系统，所述服务器系统可以包括用于存储接收到的图像和数据的存储装置和/或用于处理接收到的图像和数据的处理装置。在一实施例中，计算机系统可以与图像捕获装置通信。图像捕获装置103可以包括但不必限于单镜头相机、摄像机、多镜头相机、多相机、IR相机、激光扫描仪、干涉仪等或其组合。图像捕获装置此后称为“相机”。

在一实施例中，计算机系统还可以与显示器进行通信。所述显示器可以包括但不限于LCD屏幕、柔性屏幕、投影仪、全息显示器、2D显示器、3D显示器、平视显示器或其他显示技术。所述计算机系统可以包括用于控制所述计算机系统的输入装置，但不限于触摸屏、键盘、鼠标、触控板或手势传感器。所述输入装置可以是所显示器的一部分和/或与所述显示器进行通信。所述计算机系统可以进一步被配置成为用户(例如，顾客或与所述顾客类似或相关的用户、眼镜专业人士等)提供用以查看、定制、浏览和/或订购定制产品的界面。在各种实施例中，所述界面可以通过显示器呈现，所述显示器可以是所述计算机系统的一部分或远离所述计算机系统。

在一实施例中，计算机系统、图像捕获装置和/或显示器可以进行通信，以促进眼镜专业人士使用对顾客解剖结构的扫描来为所述顾客拟合库存眼镜。由所述计算机系统执行的所述拟合可以基于收集的顾客解剖和光学信息进行。示例性光学信息可以通过直接传输所述顾客处方数据接收、通过文字识别所述顾客处方的图像/照片接收和/或衍生自所述顾客解剖结构的其他成像。所述计算机系统可以被配置成连接网络或其他系统以进行数据通信和传输。在一实施例中，网络可以提供一个或更多个图像捕获装置、显示器和/或输入装置与所述计算机系统之间的通信。例如，网络可以是连接一个或更多个图像捕获装置、显示器和/或输入装置的组件和模块中的一个或更多个与所述计算机系统的总线和/或其他硬件。或者或此外，所述计算机系统可以被配置成包括图像捕获装置、一个或更多个其他图像捕获装置、显示器、一个或更多个其他显示器、输入装置和/或其组合。所计算机系统可以包括图像捕获装置、显示器、输入装置或其他计算机系统的任何组合或与之通信。在一些实施例中，顾客或眼镜专业人士可以与计算机系统通信或将数据输入计算机系统中。此类数据可以包括顾客解剖结构和/或观看习惯。

所述计算机系统可以被配置成连接(例如，通过网络109)其他计算机系统，包括但不限于服务器、远程计算机等。所述其他计算机系统可以连接到或控制制造系统。在一实施例中，制造系统可以接收制造或拟合指令(例如，来自所述计算机系统)。例如，由计算机系统确定的定制眼镜的模型可以转换成拟合规格(例如，通过所述计算机系统、制造系统或其组合转换)。然后，所述制造系统可以基于所述建模的定制眼镜生产所述定制眼镜的实体版本和/或提示将所述定制产品交付给所述顾客。例如，制造系统可以使用以下出版物中详细描述的方法和系统中的任一种来生产和/或交付定制产品：于2014年8月22日提交的第14/466,619号美国专利申请案，该专利申请案全文以引用方式并入本文。

优化的示例性实施例可以包括为所述眼镜和镜片设计中的各种目的参数建立成本函数。所述参数可以包括但不限于：所述镜片的所述轮廓和尺寸、镜片基弧、顶点距离、全景倾斜度、阅读部分位置、阅读部分尺寸、所述眼镜在所述鼻子上的架设位置、镜片磨边参数等。通过运行此类优化，可以实现达到预期输出的输出，所述输出可以是美学、舒适度、面部拟合度、所述镜片在所述框架中的拟合度、远距离观察的视敏度、阅读视敏度等的加权平衡。

也可以优化其他不直接相关或受所述光学参数影响的框架参数。可以采用本领域技术人员已知的优化函数(例如最小二乘法)来设置所述眼镜和镜片模型的参数。或者，如果可以直接求解，则某些实现可以在不优化的情况下解析性地求解所述参数。

或者，前面提及的系统和方法可以与默认的非参数眼镜一起应用。在本实施例中，所述眼镜框架可以仅使用拟合参数来使其适用于顾客，并且可以调整所述镜片参数。这可以使多焦点或渐进镜片自动、准确地拟合到个体的任何传统现货供应的框架上。

在另一实施例中，本文所述的所有方法和技术都应用于定制眼镜盒的定制、渲染、显示和制造。顾客可以从多种材料、颜色、设计、形状和特征中进行选择，并在其显示器上看到所述眼镜盒的准确呈现。此外，所述眼镜盒可以自动调整尺寸以拟合设计的定制眼镜，使得所述眼镜盒可以安全地容纳所述眼镜。例如，可以自动设计所述眼镜盒以定制拟合所述眼镜，从而使所述眼镜盒的尺寸最小化，并提高所述眼镜盒在运输过程中保护所述眼镜的能力。所述眼镜盒是颜色、款式和材料以及制造方法也可与用于制造所述定制眼镜的相应项相匹配。可以在所述眼镜盒上或内刻印或标记自定义文字，例如所述顾客姓名。本文所述的相同眼镜制造技术也可用于制造所述定制眼镜盒。

本领域技术人员应当认识到，本文所述的系统和方法还可以用于其他定制产品的定制、呈现、显示和制造。由于所述的技术适用于定制图像数据、为定制而构建的解剖模型和产品模型的用途，因此许多其他产品都以类似的方式设计，例如：定制珠宝(例如手镯、项链、耳环、戒指、鼻环、鼻钉、舌环/耳钉等)、定制手表(例如，表盘、表带等)、定制袖扣、定制领结和普通领带、定制领带夹、定制帽子、定制胸罩、衬垫(垫)和其他内衣、定制泳衣、定制服装(夹克、裤子、衬衫、连衣裙等)、定制婴儿奶瓶头和奶嘴(基于母亲解剖结构的扫描和复制)、定制假肢、定制头盔(摩托车、自行车、滑橇、滑雪板、赛车、F1等)、定制耳塞(主动或被动听力保护)、定制音频耳机(例如，耳机)耳塞(耳挂式和入耳式)、定制蓝牙耳机耳塞(耳挂式或入耳式)、定制安全护目镜或面罩以及定制其他头戴式显示器。

图6包括根据本发明的实施例的捕获数字输入(例如，由评估平台101确定)的视觉描绘。在一实施例中，可以提示用户601执行捕获603。可以根据某些指令和方位605捕获数字输入，以响应于线索或提示。线索或提示可以显示在屏幕上或通过音频、振动、触觉响应、闪光或其他视觉指示器在图像捕获装置607或另一装置(例如手表)上传达。在一实施例中，图像捕获装置607可以是移动装置。所述线索或提示可以基于预设时间(针对一系列方向)、面部/特征检测和姿态估计、加速度计数据、陀螺仪数据、检测到的音频/音频响应(来自所述用户)等来执行。

在另一实施例中，本文所述的所有方法和技术都应用于定制眼镜盒的定制、渲染、显示和制造。用户可以从多种材料、颜色、设计、形状和特征中进行选择，并在其显示器上看到所述眼镜盒的准确呈现。此外，所述眼镜盒可以自动调整尺寸以拟合设计的定制眼镜，使得所述眼镜盒可以安全地容纳所述眼镜。例如，可以自动设计所述眼镜盒以定制拟合所述眼镜，从而使所述眼镜盒的尺寸最小化，并提高所述眼镜盒在运输过程中保护所述眼镜的能力。所述眼镜盒是颜色、款式和材料以及制造方法也可与用于制造所述定制眼镜的相应项相匹配。可以在所述眼镜盒上或内刻印或标记自定义文字，例如所述用户姓名。本文所述的相同眼镜制造技术也可用于制造所述定制眼镜盒。

本领域技术人员应当认识到，本文所述的系统和方法还可以用于其他定制产品的定制、呈现、显示和制造。由于所述的技术适用于定制图像数据、为定制而构建的解剖模型和产品模型的用途，因此许多其他产品都以类似的方式设计，例如：定制珠宝(例如手镯、项链、耳环、戒指、鼻环、鼻钉、舌环/耳钉等)、定制手表(例如，表盘、表带等)、定制袖扣、定制领结和普通领带、定制领带夹、定制帽子、定制胸罩、衬垫(垫)和其他内衣、定制泳衣、定制服装(夹克、裤子、衬衫、连衣裙等)、定制婴儿奶瓶头和奶嘴(基于母亲解剖结构的扫描和复制)、定制假肢、定制头盔(摩托车、自行车、滑橇、滑雪板、赛车、F1等)、定制耳塞(主动或被动听力保护)、定制音频耳机(例如，耳机)耳塞(耳挂式和入耳式)、定制蓝牙耳机耳塞(耳挂式或入耳式)、定制安全护目镜或面罩以及定制其他头戴式显示器。

虚拟预约

一个或更多个实施例可以包括提供患者在家中使用其自己的智能手机、平板电脑或计算机扫描自己的能力，然后与其选择的所述光学专业人士共享所述扫描，这能够创建虚拟预约，其是由患者和/或专业人士在共享虚拟环境中进行的一对一实时咨询。受过框架和镜片验配方面的艺术与科学培训的专业人士可以指导销售咨询，并帮助浏览有关框架和镜片选择的众多美学和光学考虑因素。此类虚拟咨询可以扩展时间、地理服务区域、更深的客户关系、增加多重销售、更大的顾客生命周期价值和提高购买频率的形式为零售商带来业务收益，所有这些都具有更低的退货率和更高的顾客满意度。

根据一个或更多个实施例，虚拟试戴可以确定是否为醋酸纤维框架推荐钻孔安装鼻托和鼻托线，并且不仅可以在实施时呈现结果，求解新的更新的拟合定位、调整指令和光学中心测量值，还可以传达安装位置以及如何调整这些钻孔安装的可调整鼻托。这可能对鼻梁较低的顾客较为有用，特别是在他们是处于大多数零售商迎合传统鼻子拟合度(预期适用于高加索人鼻子结构)的地理区域中的少数人的情况下。

零售店的配镜师无需根据调整指令进行调整——所述调整也可以由零售商选择的镜片实验室或所述零售商拥有的集中实验室的配镜师或员工进行。

金属库存框架鼻托的调整：

可能会使其变窄(窄鼻子)或张开(宽鼻子)或弯曲不对称(对于鹰钩鼻或不对称的鼻子)；还可以在两个方向调整弯曲角度；

可以模拟鼻托通常如何在枢轴上旋转(在1或2个方向上)以及其如何与鼻子相适应，以限制所需的鼻托线手动调整量；以及

鼻托线手动调整还可以后推鼻托，以便使框架/镜片进一步远离面部(在鼻梁较低的情况下，或增加距离直到达到最小顶点距离)。顶点距离是从眼睛表面到镜片背面的距离。

示例性实施例可以使用虚拟试戴来极其逼真地渲染彩色隐形眼镜。

示例性实施例可以轻易地渲染光致变色镜片(从亮变暗的镜片)，并提供增强的示范物来展示影响所述镜片的环境照明变化。

示例性实施例可以从所述场景中提取照明，然后使用所述照明来影响所述虚拟照明。这种技术称为基于图像的照明，可以确保所述框架、镜片、面部以及它们之间的相互作用(也称为阴影投射)尽可能物理准确和照片级逼真。

库存框架和镜片拟合过滤和推荐可以基于以下方面进行：仅框架，框架与面部、框架与Rx和/或框架与面部与Rx的或其之间的相互作用；美学(样式、颜色、材料、鼻托几何类型等)、基于面部形状的美学(基于面部3D形状的自我诊断或自动计算)、面部宽度和/或高度或其他形状特性、年龄、种族、肤色、眼睛颜色等，其中大部分可以自我诊断，也可以通过简单的机器学习模型自动判断；美学考虑了Rx镜片的厚度和变形如何影响整体外观。所述过滤和推荐可以识别和报告眼镜趋势，或者可以利用所述趋势作为其过滤/推荐功能的一部分。此类趋势可以按地域划分(农村/城市、当地趋势等)。用于框架拟合过滤或推荐的面部特征的一些示例是鼻子的形状、耳朵的位置和脸颊检测；对于考虑Rx考虑因素的拟合过滤，例如眼睛是否远离中心，可能会影响整体镜片厚度和重量，从而触发某些拟合规则。一条此类规则可以是允许的最大镜片厚度(考虑镜片指数，并且由于指数越高镜片越贵，因此可能会超过最大镜片价格阈值)；另一条规则可以是整体镜片重量和压力分布，附上每平方毫米鼻子和/或耳朵接触面积的压力上限。所述系统可包括框架和Rx镜片在任何给定镜片折射率下的重量估计或实际重量；另一条规则可以是所述框架(或缺少框架)相对于不同镜片基弧或曲率半径的可调整性、镜片的磨边方式(斜面或凹槽的有效基弧)以及此类曲率影响所述框架几何构造的不同部分的方式，例如镜片开放位、鼻梁架和/或镜腿张开角(考虑到无弹簧铰链存在)。此外，可以考虑(或不考虑)不对称的镜腿下垂可调整性，并且可以硬设置最大限制，或者可以由训练有素的专业人士对这些限制进行配置；可以渲染带镜片的实际库存框架的横截面视图(如果所述框架有良好的3D形状数据)——无论是在面部还是作为销售支持小部件或示意图(框架悬浮在空中)——以便更清楚地展示改变基弧、镜片指数和/或框架尺寸/形状时镜片厚度的差异；所述系统可以基于材料以及镍的存在进行过滤(允许对镍过敏的用户避免选择会导致皮肤与镍接触的框架)。所述系统允许对镍敏感度进行自我报告，然后根据所述输入以及颜色和/或样式过滤材料。

基于图像的渲染技术(IMBR)可以实现看似可接受但尺寸不准确的虚拟试戴。使用这种技术可能很难实现调整后外观查看。可能难以将其解析为图纸，因为IMBR通常不按比例缩放(尽管可以克服此限制，特别是如果基础2D或3D面部模型已按公制比例缩放)。但是IMBR方法加上文字调整指令可以提供可用价值。然而，3D纹理映射资产的保真度和/或准确性要求是有细微差别的。所述渲染可能只需要以可接受的方式在面部渲染即可，因此面向内部的表面，或者在观看戴在面部的眼镜时无法看到的特征(例如，仅在所述框架折叠并搁置在桌面时可见的细节)，无需达到高保真程度(甚至无需是纹理映射的)。

此外，对于库存或立即可戴的产品，用于预览的所述3D资产可能无需在尺寸上精确到拟合所需的水平。实施例可以具有测量拟合所需的关键尺寸的一个扫描流程，以及构建所述3D网格的单独扫描流程。库存眼镜拟合的最低限度是眼镜只在4个点与面部接触：左耳和右耳顶部以及鼻子的每一侧。评估鼻子和/或耳朵表面的接触量和/或鼻托表面与鼻子表面的偏差，可能有助于评估拟合舒适度。所述镜片与所述眼睛之间的距离以及所述框架底部与所述脸颊之间的距离可能是重要输入。总体而言，如果所述用例用于精确拟合，则3D扫描框架的所述尺寸精度要求估计可能为+/-0.5mm，所述鼻托表面上的点的相应估计为+/-0.25mm。然而，渲染所需的尺寸精度可能低至+/-1mm或更多，但如果用于渲染的3D模型在物理上是准确的，则操作会更简单，因为可以从渲染模型中获取所述物理测量值。

作为构建框架的3D模型并对其进行纹理映射的替代方案，基于图像的渲染(IMBR)方式可以完全跳过3D资产生成步骤。这些技术可以从多个有利位置获取对象的一系列2D图像，然后，可以从原始数据集中未含有的新有利位置(相机位置)生成对象的照相级逼真图像。这种方式可以简化资产生成步骤，但它对于提供拟合数据(网格外点的测量值)无帮助——此步骤必须手动完成，或者关闭专门为此目的生成的3D网格(但无纹理映射所述网格的需求)。这对于实时3D浮动头部视图而言可能并非理想之选，因为其需要大量渲染视图，并且需要低延时才能获得可接受的体验，但对于具有有限相机视图的非实时“相机视图”虚拟试戴(“VTO”)可能有用。此外，所述眼镜的2D图像的缩放以匹配具有已知比例的面部3D模型的图像方面可能具有挑战性。

换句话说，在一实施例中，可以完全省略虚拟试戴步骤，从而仅提供调整指令。在此实施例中，根本无调整过的框架模型，或者至少不会在面部模型上进行渲染。例如，此类方法中的一系列步骤可以包括：接收多个眼框架架的3D扫描和/或3D CAD文件；获取个体面部的3D扫描和/或图像；从所述3D扫描和/或图像中提取所述个体面部的面部测量值；基于所述提取的所述个体面部的面部测量值和所述多个框架的3D扫描和/或3D CAD文件计算拟合参数；基于美学、拟合度、可调整性和/或光学约束条件，任选地识别满足所述计算出的拟合参数要求的所述多个框架的已过滤子集；选择满足所述计算出的拟合参数要求的所述已过滤框架子集中的其中一个或接收对所述已过滤框架子集中其中一个的选择；求解与3D框架模型相关的佩戴镜片测量值相对于所述个体的提取面部测量值的3D位置；以及生成用于调整所述选定框架的实物对以匹配调整后的3D框架模型的指令。

由于求解了虚拟试戴(“VTO”)中呈现的每张图像的相机位置(在基于相机的VTO中，而非浮动3D头部VTO中)，实施例可以利用IMBR算法请求获取从所述相机位置捕获的每副眼镜的新图像。对于浮动3D头部VTO，可以将每一项限定为相机视图之间的一组有限的角度或度数增量，然后使用所述技术进行操作。然后，来自所述IMBR技术的所述2D结果可能需要以逼真的方式叠加在面部，但是遮挡和α是两个具有技术挑战性的问题，这些问题可以通过努力来克服。

混合IMBR方式可能有用——新的眼镜相机视图图像(通过IMBR方式)映射到一系列基础平面或几何构造上。所述几何构造是合适的，所述图像(纹理映射至其上)是“顺带提供的”并随着基础几何构造移动——这种混合方式看起来很有说服力，即使实际3D内容较为稀疏。但是，仅基于有限系列的相机视图，所述结果看起来是可接受的，因为需要针对请求渲染的每个相机位置运行IMBR算法，这在计算上可能较为昂贵，并且可能无法满足实时渲染用例要求。

可以使用少量几何线条或特征来生成基本上较低保真度的调整指令，但所述指令仍足以将预期的调整意图传达给配镜师。因此，调整指令可能不需要由3D资产提供支持或通过3D资产生成。所述面部的测量值以及从所述制造商处接收到的所述框架的所述起始测量值(所述预先调整的框架测量值)可以用作输入，并且可以生成传达意图的低保真图纸(按公制比例绘制)。

对于相关领域技术人员而言显而易见的是，如本文所述的本发明可以在附图中所示的软件、硬件、固件和/或实体的许多不同实施例中实现。考虑到本文呈现的详细程度，可以在了解到可以对实施例做出修改和变更的情况下，描述实施例的操作行为。应当理解，前述一般性描述和以下详细描述仅仅是示例性和解释性描述，而非对所揭示和主张的实施例构成限制。

考虑到本文公开的本发明的说明书和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员来说是显而易见的。本发明旨在仅将说明书和示例视为示例性的，其真实范围和精神由以下权利要求书指示。

Claims (20)

1.一种生成用于调整和预览库存眼镜框架的指令的方法，所述方法包含：

接收多个眼镜框架的3D扫描和/或3D CAD文件；

获取个体面部的3D扫描和/或图像；

从所述3D扫描和/或图像中提取所述个体面部的面部测量值；

基于所述提取的所述个体面部的面部测量值和所述多个框架的3D扫描和/或3D CAD文件计算拟合参数；

基于美学、拟合度、可调整性和/或光学约束条件，识别满足所述计算出的拟合参数要求的所述多个框架的已过滤子集；

选择满足所述计算出的拟合参数要求的所述已过滤框架子集中的其中一个或接收对所述已过滤框架子集中其中一个的选择；

根据一项或更多项美学、拟合度、可调整性和/或光学约束条件，基于所述个体的提取面部测量值调整所述选定框架的3D框架模型；

求解与所述3D框架模型相关的佩戴镜片测量值相对于所述个体的提取面部测量值的3D位置；

基于所述求解的3D位置通过所述个体面部的图像和/或3D扫描预览所述调整后的3D框架模型；以及

生成用于调整所述选定框架的实物对以匹配调整后的3D框架模型的指令。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含匿名聚合计算出的多个个体的拟合参数，以优化眼镜框架的实际和数字库存和/或优化制造商生成的框架设计。

3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含通过执行所述眼镜框架到所述面部测量值的复杂且智能的非刚性变换，基于所述个体的提取面部测量值来调整所述选定框架的所述3D框架模型。

4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含通过调整与以下一项或更多项相关的参数来调整所述选定框架的所述3D框架模型：所述框架的所述前框曲率、所述框架的所述鼻托以及所述框架的所述镜腿的所述耳弯和/或镜腿张开度。

5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含使用所述个体的移动装置中的移动应用程序或与深度传感器通信的计算装置中的嵌入式浏览器来获得所述个体面部的所述3D扫描和/或图像。

6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含通过在选定框架的库存版本与所述3D框架模型的调整后版本之间生成多个调整增量来生成用于调整所述选定框架的指令。

7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含通过生成多个视图或截面图(包括所述3D框架模型的所述调整后版本的顶视图、底视图、前视图和侧视图中的一项或更多项)来生成用于调整所述选定框架的所述实物对的指令。

8.根据权利要求1所述的方法，其中相对于与所述3D框架模型的所述调整后版本相对应的库存框架对，按1:1的比例以电子方式显示和/或打印所述生成的视图或截面图。

9.一种生成用于调整和预览库存眼镜框架的指令的系统，所述系统包含：

至少一个存储指令的存储器；以及

至少一个被配置成执行所述指令以进行操作的处理器，所述操作包含：

接收多个眼镜框架的3D扫描和/或3D CAD文件；

获取个体面部的3D扫描和/或图像；

从所述3D扫描和/或图像中提取所述个体面部的面部测量值；

基于所述提取的所述个体面部的面部测量值和所述多个框架的3D扫描和/或3D CAD文件计算拟合参数；

基于美学、拟合度和/或光学约束条件，识别满足所述计算出的拟合参数要求的所述多个框架的已过滤子集；

选择满足所述计算出的拟合参数要求的所述已过滤框架子集中的其中一个或接收对所述已过滤框架子集中其中一个的选择；

根据一项或更多项美学、拟合度和/或光学约束条件，基于所述个体的提取面部测量值调整所述选定框架的3D框架模型；

求解与所述3D框架模型相关的佩戴镜片测量值相对于所述个体的提取面部测量值的3D位置；

基于所述求解的3D位置通过所述个体面部的图像和/或3D扫描预览所述调整后的3D框架模型；以及

生成用于调整所述选定框架的实物对以匹配调整后的3D框架模型的指令。

10.根据权利要求9所述的系统，其进一步包含匿名聚合计算出的多个个体的拟合参数，以优化眼镜框架的实际和数字库存和/或优化制造商生成的框架设计。

11.根据权利要求9所述的系统，其进一步包含通过执行所述眼镜框架到所述面部测量值的复杂且智能的非刚性变换，基于所述个体的提取面部测量值来调整所述选定框架的所述3D框架模型。

12.根据权利要求9所述的系统，其进一步包含通过调整与以下一项或更多项相关的参数来调整所述选定框架的所述3D框架模型：所述框架的所述前框曲率、所述框架的所述鼻托以及所述框架的所述镜腿的所述耳弯和/或镜腿张开度。

13.根据权利要求9所述的系统，其进一步包含使用所述个体的移动装置中的移动应用程序或与深度传感器通信的计算装置中的嵌入式浏览器来获得所述个体面部的所述3D扫描和/或图像。

14.根据权利要求9所述的系统，其进一步包含通过在选定框架的库存版本与所述3D框架模型的调整后版本之间生成多个调整增量来生成用于调整所述选定框架的指令。

15.根据权利要求9所述的系统，其进一步包含通过生成多个视图或横截面(包括所述3D框架模型的所述调整后版本的顶视图、底视图、前视图和侧视图中的一项或更多项)来生成用于调整所述选定框架的所述实物对的指令。

16.根据权利要求9所述的系统，其中相对于与所述3D框架模型的所述调整后版本相对应的库存框架对，按1:1的比例以电子方式显示和/或打印所述生成的视图或截面图。

17.一种用于对人体面部和眼镜框架进行建模以生产定制库存框架产品的计算机实现的方法，所述方法包含：

获得包含多个产品框架的库存；

扫描用户解剖结构；

提取所述用户解剖结构的测量值；

基于所述提取的所述用户解剖结构测量值，获得所述用户解剖结构的轮廓和/或表面的第一模型；

基于所述用户解剖结构的所述轮廓和/或所述表面，识别所述多个产品框架中的第一产品框架；

基于所述用户解剖结构的所述轮廓和/或所述表面确定对所述第一产品框架的调整；以及

生成第二模型渲染，其包含与所述用户解剖结构的所述轮廓和/或所述表面相匹配的所述调整后的第一产品框架。

18.根据权利要求17所述的计算机实现的方法，其进一步包含基于对所述第一产品框架的所述调整，将调整指令传送至配镜师、制造商和/或用户中至少其中一个的装置上。

19.根据权利要求17所述的计算机实现的方法，其中所述获得库存包含扫描产品框架的数据库和/或导入产品框架的3D CAD文件中的至少其中一项。

20.根据权利要求17所述的计算机实现的方法，其中所述识别所述第一产品框架包含基于美学、拟合度、可调整性和/或光学考虑因素中的至少其中一项进行库存过滤。

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