CN116091679A - 一种基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法及系统 - Google Patents

一种基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法及系统。所述方法包括：基于二维服装样板得到基准网格面；根据基准网格面生成三维服装样板的正面和反面；在每对正面轮廓点与反面轮廓点之间生成插值点，并根据所有的轮廓点和插值点生成三维服装样板的侧面；获取每对轮廓点之间的纹理偏移方向和正面纹理步长；对于由每对轮廓点和相应插值点构成的一组侧面点，根据每个侧面点与正面轮廓点的距离、相应的纹理偏移方向、正面纹理步长和正面轮廓点的纹理坐标确定该侧面点的纹理坐标。所述系统包括对应实现上述各个步骤的各个功能模块。本发明能够解决通过现有三维服装建模方法构建的三维服装模型因采用面片形式而无法呈现出真实服装效果的问题。

Description

一种基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法及系统
技术领域
本发明属于三维服装建模技术领域，更具体地，涉及一种基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法及系统。
背景技术
近年来，随着3D技术的不断发展与进步，3D服装设计技术越来越多地应用于服装产业。在采用3D服装设计技术进行服装设计时，通过对服装样板的实时模拟仿真，能够为服装设计者提供所见即所得的效果。除此之外，采用3D服装设计技术还可以对模拟仿真的服装样板进行试穿、走秀和改款等操作，能够全面满足服装设计需求，极大地缩短服装设计用时，提高服装设计效率。
在进行3D服装设计时，三维服装建模是众多关键环节之一。在现有的三维服装建模中，服装模型都是以面片形式来表现的，然而现实服装的布料都是具有一定厚度的，这种面片形式的服装模型在呈现真实服装效果上有所欠缺。另一方面，现实服装的布料除了纯色外更多的是采用各种花色纹理，因此在三维服装建模时，不仅应当考虑服装模型的厚度问题，还应当考虑花色纹理在服装模型的厚度面上的连续映射问题。
发明内容
本发明的目的在于解决通过现有三维服装建模方法所构建的三维服装模型因采用面片形式而无法呈现出真实服装效果的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法及系统。
根据本发明的第一方面，提供一种基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法，该方法包括以下步骤：
对二维服装样板进行网格化处理，得到基准网格面；
根据所述基准网格面生成三维服装样板的正面和反面；
在每对正面轮廓点与反面轮廓点之间生成多个插值点，并根据所有的轮廓点和插值点生成所述三维服装样板的侧面；
获取每对正面轮廓点与反面轮廓点之间的纹理偏移方向，以及所述正面的纹理步长；
对于由每对正面轮廓点与反面轮廓点以及两者之间的插值点所构成的一组侧面点，根据每个侧面点与正面轮廓点的距离、相应的纹理偏移方向、所述正面的纹理步长和正面轮廓点的纹理坐标确定该侧面点的纹理坐标。
作为可选的是，所述对二维服装样板进行网格化处理，得到基准网格面包括：
获取所述二维服装样板的轮廓数据；
根据所述轮廓数据对所述二维服装样板进行三角网格剖分，得到所述基准网格面。
作为可选的是，所述根据所述基准网格面生成三维服装样板的正面和反面包括：
对所述基准网格面进行两次原位复制，得到两个待平移的网格面；
将得到的两个网格面分别沿着所述基准网格面的法向进行正向平移和反向平移，直至所述两个网格面的间距达到所述三维服装样板的预定厚度。
作为可选的是，所述在每对正面轮廓点与反面轮廓点之间生成多个插值点，并根据所有的轮廓点和插值点生成所述三维服装样板的侧面包括：
采用均匀插值算法在每对正面轮廓点与反面轮廓点之间生成多个插值点；
根据预定的服装样板侧面造型为每个插值点配置在相应的正面轮廓点与反面轮廓点的法向上的偏移量；
根据所有轮廓点和插值点的拓扑关系构建网格，以形成所述三维服装样板的侧面。
作为可选的是，每对正面轮廓点与反面轮廓点在所述三维服装样板的厚度方向上相对。
作为可选的是，所述正面轮廓点与反面轮廓点的法向的获取方法包括：
获取由所述正面轮廓点、所述反面轮廓点以及所述反面轮廓点的前一个反面轮廓点所限定的三角形的法向；
获取由所述正面轮廓点、所述反面轮廓点以及所述反面轮廓点的后一个反面轮廓点所限定的三角形的法向；
对获取的两个三角形的法向进行合成，得到所述正面轮廓点与所述反面轮廓点的法向。
作为可选的是，所述正面轮廓点与反面轮廓点之间的纹理偏移方向的获取方法包括：
确定所述正面轮廓点及其前后两个正面轮廓点所共同限定的切线；
将所述切线的法向作为所述正面轮廓点与反面轮廓点之间的纹理偏移方向。
作为可选的是，所述根据每个侧面点与正面轮廓点的距离、相应的纹理偏移方向、所述正面的纹理步长和正面轮廓点的纹理坐标确定该侧面点的纹理坐标包括：
获取每个侧面点与正面轮廓点的距离、相应的纹理偏移方向与所述正面的纹理步长的乘积；
对所述正面轮廓点的纹理坐标和获取的乘积进行求和，得到该侧面点的纹理坐标。
作为可选的是，所述正面轮廓点的纹理坐标基于所述基准网格面获取。
根据本发明的第二方面，提供一种基于侧面纹理映射的三维服装样板建模系统，该系统包括以下功能模块：
基准网格面获取模块，用于对二维服装样板进行网格化处理，得到基准网格面；
正反面生成模块，用于根据所述基准网格面生成三维服装样板的正面和反面；
侧面生成模块，用于在每对正面轮廓点与反面轮廓点之间生成多个插值点，并根据所有的轮廓点和插值点生成所述三维服装样板的侧面；
纹理数据获取模块，用于获取每对正面轮廓点与反面轮廓点之间的纹理偏移方向，以及所述正面的纹理步长；
侧面点纹理坐标获取模块，用于对于由每对正面轮廓点与反面轮廓点以及两者之间的插值点所构成的一组侧面点，根据每个侧面点与正面轮廓点的距离、相应的纹理偏移方向、所述正面的纹理步长和正面轮廓点的纹理坐标确定该侧面点的纹理坐标。
本发明的有益效果在于：
本发明的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法，首先，对二维服装样板进行网格化处理，得到基准网格面；其次，根据所述基准网格面生成三维服装样板的正面和反面；再次，在每对正面轮廓点与反面轮廓点之间生成多个插值点，并根据所有的轮廓点和插值点生成所述三维服装样板的侧面；从次，获取每对正面轮廓点与反面轮廓点之间的纹理偏移方向，以及所述正面的纹理步长；最后，对于由每对正面轮廓点与反面轮廓点以及两者之间的插值点所构成的一组侧面点，根据每个侧面点与正面轮廓点的距离、相应的纹理偏移方向、所述正面的纹理步长和正面轮廓点的纹理坐标确定该侧面点的纹理坐标。
本发明的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法，一方面，通过三维服装样板侧面的生成使三维服装样板具有预定的厚度；另一方面，通过为三维服装样板的各个侧面点确定并设置纹理坐标的方式实现三维服装样板侧面相对于三维服装样板正面的连续纹理映射。由此可知，采用本发明的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法所构建的三维服装样板更贴近真实服装情况，能够呈现出真实服装效果，进而有效地解决通过现有三维服装建模方法所构建的三维服装模型因采用面片形式而无法呈现出真实服装效果的问题。
本发明的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模系统与上述基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法属于一个总的发明构思，至少具有与上述基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法相同的有益效果，其有益效果在此不再赘述。
本发明的其他特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
本发明可以通过参考下文中结合附图所做出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。
图1示出了根据本发明的实施例的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法的实现流程图；
图2示出了根据本发明的实施例的基准网格面的获取方法的实现流程图；
图3示出了根据本发明的实施例的三维服装样板正、反面的生成方法的实现流程图；
图4示出了根据本发明的实施例的三维服装样板侧面的生成方法的实现流程图；
图5示出了根据本发明的实施例的侧面点纹理坐标的确定方法的实现流程图；
图6示出了根据本发明的实施例的二维服装样板的轮廓示意图；
图7示出了根据本发明的实施例的基准网格面的结构示意图；
图8示出了根据本发明的实施例的三维服装样板的正面和反面的生成结果示意图；
图9示出了根据本发明的实施例的侧面生成连续纹理映射的三维服装样板的结构示意图；
图10示出了根据本发明的实施例的侧面未生成连续纹理映射的三维服装样板的结构示意图；
图11示出了根据本发明的实施例的侧面为双层造型且生成连续纹理映射的三维服装样板的结构示意图。
具体实施方式
为了使所属技术领域的技术人员能够更充分地理解本发明的技术方案，在下文中将结合附图对本发明的示例性的实施方式进行更为全面且详细的描述。显然地，以下描述的本发明的一个或者多个实施方式仅仅是能够实现本发明的技术方案的具体方式中的一种或者多种，并非穷举。应当理解的是，可以采用属于一个总的发明构思的其他方式来实现本发明的技术方案，而不应当被示例性描述的实施方式所限制。基于本发明的一个或多个实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本发明保护的范围。
实施例：图1示出了本发明实施例的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法的实现流程图。参照图1，本发明实施例的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法包括以下步骤：
步骤S100、对二维服装样板进行网格化处理，得到基准网格面；
步骤S200、根据所述基准网格面生成三维服装样板的正面和反面；
步骤S300、在每对正面轮廓点与反面轮廓点之间生成多个插值点，并根据所有的轮廓点和插值点生成所述三维服装样板的侧面；
步骤S400、获取每对正面轮廓点与反面轮廓点之间的纹理偏移方向，以及所述正面的纹理步长；
步骤S500、对于由每对正面轮廓点与反面轮廓点以及两者之间的插值点所构成的一组侧面点，根据每个侧面点与正面轮廓点的距离、相应的纹理偏移方向、所述正面的纹理步长和正面轮廓点的纹理坐标确定该侧面点的纹理坐标。
进一步地，图2示出了本发明实施例的基准网格面的获取方法的实现流程图。参照图2，本发明实施例中，步骤S100所述的对二维服装样板进行网格化处理，得到基准网格面包括以下步骤：
步骤S110、获取所述二维服装样板的轮廓数据；
步骤S120、根据所述轮廓数据对所述二维服装样板进行三角网格剖分，得到所述基准网格面。
具体地，本发明实施例中，基于基准网格面获取各个网格点的纹理坐标和轮廓点索引。其中，各个网格点的纹理坐标包括正面轮廓点的纹理坐标，该正面轮廓点的纹理坐标用于后续的侧面点纹理坐标的确定。基准网格面的轮廓点索引为基准网格面的所有轮廓点的集合，这些轮廓点为处于基准网格面的边缘上的网格点。
再进一步地，图3示出了本发明实施例的三维服装样板正、反面的生成方法的实现流程图。参照图3，本发明实施例中，步骤S200所述的根据所述基准网格面生成三维服装样板的正面和反面包括以下步骤：
步骤S210、对所述基准网格面进行两次原位复制，得到两个待平移的网格面；
步骤S220、将得到的两个网格面分别沿着所述基准网格面的法向进行正向平移和反向平移，直至所述两个网格面的间距达到所述三维服装样板的预定厚度。
具体地，本发明实施例中，两个网格面的平移距离均为三维服装样板厚度的一半，其中，沿着基准网格面的法向进行正向平移的网格面形成三维服装样板的正面，沿着基准网格面的法向进行反向平移的网格面形成三维服装样板的正面。三维服装样板的正面和反面具有相同的网格拓扑结构和相关的轮廓点索引。根据三维服装样板的正面和反面的轮廓点索引能够确定轮廓点对，即相对于基准网格面对称的一对正面轮廓点与反面轮廓点，正面轮廓点为三维服装样板正面的边缘上的网格点，反面轮廓点为三维服装样板反面的边缘上的网格点。三维服装样板的正面和反面的轮廓点索引基于基准网格面的轮廓点索引确定。
再进一步地，图4示出了本发明实施例的三维服装样板侧面的生成方法的实现流程图。参照图4，本发明实施例中，步骤S300所述的在每对正面轮廓点与反面轮廓点之间生成多个插值点，并根据所有的轮廓点和插值点生成所述三维服装样板的侧面包括以下步骤：
步骤S310、采用均匀插值算法在每对正面轮廓点与反面轮廓点之间生成多个插值点；
步骤S320、根据预定的服装样板侧面造型为每个插值点配置在相应的正面轮廓点与反面轮廓点的法向上的偏移量；
步骤S330、根据所有轮廓点和插值点的拓扑关系构建网格，以形成所述三维服装样板的侧面。
再进一步地，本发明实施例中，步骤S320中提及的正面轮廓点与反面轮廓点的法向通过以下步骤获取：
获取由所述正面轮廓点、所述反面轮廓点以及所述反面轮廓点的前一个反面轮廓点所限定的三角形的法向；
获取由所述正面轮廓点、所述反面轮廓点以及所述反面轮廓点的后一个反面轮廓点所限定的三角形的法向；
对获取的两个三角形的法向进行合成，得到所述正面轮廓点与所述反面轮廓点的法向。
再进一步地，本发明实施例中，步骤S400提及的正面轮廓点与反面轮廓点之间的纹理偏移方向通过以下步骤获取：
确定所述正面轮廓点及其前后两个正面轮廓点所共同限定的切线；
将所述切线的法向作为所述正面轮廓点与反面轮廓点之间的纹理偏移方向。
再进一步地，图5示出了本发明实施例的侧面点纹理坐标的确定方法的实现流程图。参照图5，本发明实施例中，步骤S500所述的根据每个侧面点与正面轮廓点的距离、相应的纹理偏移方向、所述正面的纹理步长和正面轮廓点的纹理坐标确定该侧面点的纹理坐标包括：
步骤S510、获取每个侧面点与正面轮廓点的距离、相应的纹理偏移方向与所述正面的纹理步长的乘积；
步骤S520、对所述正面轮廓点的纹理坐标和获取的乘积进行求和，得到该侧面点的纹理坐标。
具体地，本发明实施例中，正面轮廓点与反面轮廓点之间的纹理偏移方向的获取方法具体为：
根据三维服装样板的正、反面轮廓数据生成正面轮廓点与反面轮廓点之间连接关系，根据该连接关系生成纹理坐标偏移方向向量。
以下基于图6-图11对本发明实施例的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法进行更为详细的说明：
本发明实施例的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法包括三维服装样板建模和侧面点纹理坐标计算两个阶段。
其中，三维服装样板建模包括：
1)对二维服装样板进行解析，获取其轮廓数据，其中，二维服装样板的轮廓如图6所示。
2)对二维服装样板进行三角网格剖分，得到基准网格面，根据基准网格面获取其中各个网格点的纹理坐标以及基准网格面的轮廓点索引；其中，基准网格面如图7所示。
3)转到三维空间，根据基准网格面生成的三维服装样板的正面和反面，正面与反面的间距为三维服装样板的预定厚度，其中，三维服装样板的正面和反面的生成结果如图8所示；图8中，由外至内依次为三维服装样板的正面、基准网格面和三维服装样板的反面。
4)获取各个轮廓点对，在一个轮廓点对中，正面轮廓点和反面轮廓点分别为Pfi和Pbi，下标f和b分别表示三维服装样板的正面和反面，i表示序号；
在Pfi与Pbi之间设置7个插值点，此时将这9个点表示为Psij，j的范围为[0，8]，其中，Psi0为正面轮廓点，Psi8为反面轮廓点，其余依次为7个插值点；
为7个插值点配置在Pfi和Pbi的法向上的偏移量，以实现不同的侧面造型，例如突出的弧形或者双层M形；
根据所有轮廓点和插值点的拓扑关系构建网格，以形成三维服装样板侧面。
侧面点纹理坐标计算部分的目的是将三维服装样板侧面的纹理坐标与三维服装样板正面的纹理坐标连接起来，形成纹理坐标的连续映射，该部分分为两个步骤：
计算Pfi、Pbi之间的纹理偏移方向Vi，以及三维服装样板正面的纹理步长Step。
计算Psij与Psi0的距离L，计算Psij的纹理坐标Tsij＝Tfi+Vi*Step*L，其中，Tfi为Pfi的纹理坐标。
最终获得的侧面生成连续纹理映射的三维服装样板如图9所示，作为对比的，侧面未生成连续纹理映射的三维服装样板如图10所示。侧面为双层造型且生成连续纹理映射的三维服装样板如图11所示。
本发明实施例的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法具有以下有益效果：
1、能够生成具有厚度的三维服装样板，与面片形式的三维服装样板相比，更具表现力，特别是边缘弧度的表达；
2、支持厚度形状设计(侧面造型)，有利于表现服装的特有工艺，例如M形的侧面可以表达双层布料；
3、侧面具有相对于正面的连续纹理映射，能够更好地表现三维服装布料的厚度。
相应地，在本发明实施例提出的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法的基础上，本发明实施例还提出了一种基于侧面纹理映射的三维服装样板建模系统，该系统包括以下功能模块：
基准网格面获取模块，用于对二维服装样板进行网格化处理，得到基准网格面；
正反面生成模块，用于根据所述基准网格面生成三维服装样板的正面和反面；
侧面生成模块，用于在每对正面轮廓点与反面轮廓点之间生成多个插值点，并根据所有的轮廓点和插值点生成所述三维服装样板的侧面；
纹理数据获取模块，用于获取每对正面轮廓点与反面轮廓点之间的纹理偏移方向，以及所述正面的纹理步长；
侧面点纹理坐标获取模块，用于对于由每对正面轮廓点与反面轮廓点以及两者之间的插值点所构成的一组侧面点，根据每个侧面点与正面轮廓点的距离、相应的纹理偏移方向、所述正面的纹理步长和正面轮廓点的纹理坐标确定该侧面点的纹理坐标。
虽然以上对本发明的一个或者多个实施方式进行了描述，但是本领域的普通技术人员应当知晓，本发明能够在不偏离其主旨与范围的基础上通过任意的其他的形式得以实施。因此，以上描述的实施方式属于示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，对于本技术领域的普通技术人员而言许多修改和替换均具有显而易见性。

Claims (10)

1.一种基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法，其特征在于，包括：
对二维服装样板进行网格化处理，得到基准网格面；
根据所述基准网格面生成三维服装样板的正面和反面；
在每对正面轮廓点与反面轮廓点之间生成多个插值点，并根据所有的轮廓点和插值点生成所述三维服装样板的侧面；
获取每对正面轮廓点与反面轮廓点之间的纹理偏移方向，以及所述正面的纹理步长；
对于由每对正面轮廓点与反面轮廓点以及两者之间的插值点所构成的一组侧面点，根据每个侧面点与正面轮廓点的距离、相应的纹理偏移方向、所述正面的纹理步长和正面轮廓点的纹理坐标确定该侧面点的纹理坐标。
2.根据权利要求1所述的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法，其特征在于，所述对二维服装样板进行网格化处理，得到基准网格面包括：
获取所述二维服装样板的轮廓数据；
根据所述轮廓数据对所述二维服装样板进行三角网格剖分，得到所述基准网格面。
3.根据权利要求1所述的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法，其特征在于，所述根据所述基准网格面生成三维服装样板的正面和反面包括：
对所述基准网格面进行两次原位复制，得到两个待平移的网格面；
将得到的两个网格面分别沿着所述基准网格面的法向进行正向平移和反向平移，直至所述两个网格面的间距达到所述三维服装样板的预定厚度。
4.根据权利要求1所述的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法，其特征在于，所述在每对正面轮廓点与反面轮廓点之间生成多个插值点，并根据所有的轮廓点和插值点生成所述三维服装样板的侧面包括：
采用均匀插值算法在每对正面轮廓点与反面轮廓点之间生成多个插值点；
根据预定的服装样板侧面造型为每个插值点配置在相应的正面轮廓点与反面轮廓点的法向上的偏移量；
根据所有轮廓点和插值点的拓扑关系构建网格，以形成所述三维服装样板的侧面。
5.根据权利要求4所述的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法，其特征在于，每对正面轮廓点与反面轮廓点在所述三维服装样板的厚度方向上相对。
6.根据权利要求5所述的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法，其特征在于，所述正面轮廓点与反面轮廓点的法向的获取方法包括：
获取由所述正面轮廓点、所述反面轮廓点以及所述反面轮廓点的前一个反面轮廓点所限定的三角形的法向；
获取由所述正面轮廓点、所述反面轮廓点以及所述反面轮廓点的后一个反面轮廓点所限定的三角形的法向；
对获取的两个三角形的法向进行合成，得到所述正面轮廓点与所述反面轮廓点的法向。
7.根据权利要求6所述的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法，其特征在于，所述正面轮廓点与反面轮廓点之间的纹理偏移方向的获取方法包括：
确定所述正面轮廓点及其前后两个正面轮廓点所共同限定的切线；
将所述切线的法向作为所述正面轮廓点与反面轮廓点之间的纹理偏移方向。
8.根据权利要求7所述的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法，其特征在于，所述根据每个侧面点与正面轮廓点的距离、相应的纹理偏移方向、所述正面的纹理步长和正面轮廓点的纹理坐标确定该侧面点的纹理坐标包括：
获取每个侧面点与正面轮廓点的距离、相应的纹理偏移方向与所述正面的纹理步长的乘积；
对所述正面轮廓点的纹理坐标和获取的乘积进行求和，得到该侧面点的纹理坐标。
9.根据权利要求8所述的基于侧面纹理映射的三维服装样板建模方法，其特征在于，所述正面轮廓点的纹理坐标基于所述基准网格面获取。
10.一种基于侧面纹理映射的三维服装样板建模系统，其特征在于，包括：
基准网格面获取模块，用于对二维服装样板进行网格化处理，得到基准网格面；
正反面生成模块，用于根据所述基准网格面生成三维服装样板的正面和反面；
侧面生成模块，用于在每对正面轮廓点与反面轮廓点之间生成多个插值点，并根据所有的轮廓点和插值点生成所述三维服装样板的侧面；
纹理数据获取模块，用于获取每对正面轮廓点与反面轮廓点之间的纹理偏移方向，以及所述正面的纹理步长；
侧面点纹理坐标获取模块，用于对于由每对正面轮廓点与反面轮廓点以及两者之间的插值点所构成的一组侧面点，根据每个侧面点与正面轮廓点的距离、相应的纹理偏移方向、所述正面的纹理步长和正面轮廓点的纹理坐标确定该侧面点的纹理坐标。
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