虛擬服裝網(wǎng)格模型切割及參數(shù)化算法研究的中期報告

虛擬服裝網(wǎng)格模型切割及參數(shù)化算法研究的中期報告中期報告一、前言虛擬試衣技術(shù)是指基于計算機圖形學(xué)、模型分析和仿真等技術(shù)手段，通過人體三維掃描、網(wǎng)格建模和動態(tài)仿真等技術(shù)手段，將人體和服裝等物品建立在虛擬世界中，并通過畫面形式達(dá)到了試穿的效果，使用戶可以在不進入實體試衣間的情況下了解服裝的合身度以及感受服裝等方面的效果。隨著計算機圖形技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和普及應(yīng)用，虛擬試衣技術(shù)在傳統(tǒng)服裝行業(yè)中逐漸得以推廣應(yīng)用，并在電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)購物、社交娛樂等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，成為時裝行業(yè)熱門話題之一。虛擬試衣技術(shù)的實現(xiàn)過程中，需要將服裝模型與人體模型緊密結(jié)合，通過算法對服裝模型進行切割和參數(shù)化處理，以實現(xiàn)服裝在人體上的自適應(yīng)式展示。因此，衣服模型切割及參數(shù)化算法的優(yōu)化和改進，對于提升虛擬試衣技術(shù)的仿真效果具有重要意義。本文研究的是虛擬服裝網(wǎng)格模型切割及參數(shù)化算法，旨在解決在虛擬試衣技術(shù)中，服裝模型在人體上的自適應(yīng)式展示問題。二、研究現(xiàn)狀當(dāng)前，國內(nèi)外學(xué)者在虛擬試衣技術(shù)領(lǐng)域的研究包括虛擬三維人體建模、3D人體掃描和重建、服裝建模與仿真等領(lǐng)域，并且在以上領(lǐng)域中涉及的技術(shù)和方法都得到了較為廣泛的研究與應(yīng)用。在虛擬人體建模領(lǐng)域，國內(nèi)外學(xué)者主要采用數(shù)字化人、3DMax、Maya等建模軟件，在人體體型和肢體動作等方面的表現(xiàn)力與細(xì)節(jié)上，都得到了顯著的提升。在3D人體掃描和重建方面，目前主要采用的是激光掃描和全息掃描技術(shù)，這些技術(shù)相較于傳統(tǒng)掃描技術(shù)優(yōu)勢明顯。在服裝建模方面，國內(nèi)外學(xué)者也開展了一系列研究。其中，以三維造型軟件為基礎(chǔ)，建立法線、嵌入、貼圖等算法實現(xiàn)了服飾的建模。在服裝仿真方面，主要采用了多種算法，如基于物理模擬的仿真、基于約束的仿真、貼圖和紋理映射等算法，以及結(jié)合機器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的新型算法。三、研究內(nèi)容3.1網(wǎng)格模型切割算法本文選擇基于參數(shù)曲面的切割方法進行研究。該算法將衣服模型切割成多個部分，并以面片的形式表示。參數(shù)曲面切割方法的流程主要包括人體切割、模型匹配、模型切割、拓?fù)鋬?yōu)化四個步驟。首先，將實際人體模型進行掃描，獲得人體表面曲面。然后，將衣服模型同樣進行掃描，并通過匹配算法將其擬合在人體表面和人體曲面上，以實現(xiàn)衣服模型在人體表面的自適應(yīng)式展示。接下來，使用參數(shù)曲面對擬合后的衣服模型進行切割，將衣服模型分割成多個部分，并以面片的形式表示。最后，對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，確保各部分可單獨變形，不會發(fā)生相互干擾的現(xiàn)象。3.2網(wǎng)格模型參數(shù)化算法本文旨在以得到的多個面片形式的服裝模型為基礎(chǔ)，利用參數(shù)化技術(shù)實現(xiàn)衣服模型的傳遞性變形。本文所采用的參數(shù)化算法首先將衣服模型拆成不同的面片，并根據(jù)衣服紋理映射的方式設(shè)定映射區(qū)域。其次，通過計算每個面片的平均位置和面積，將每個面片的紋理映射坐標(biāo)系對齊、歸一化。接著，采用線性方程組求解器，解決了每個參數(shù)坐標(biāo)點的方程系數(shù)。在這里，交叉比率和重疊率等幾何量用于優(yōu)化參數(shù)坐標(biāo)點。最后，優(yōu)化后的參數(shù)坐標(biāo)點就可以用于實現(xiàn)衣服模型的傳遞性變形。四、研究進展及存在問題本文目前已完成對基于參數(shù)曲面的網(wǎng)格模型切割算法的研究，并初步實現(xiàn)了算法的原型系統(tǒng)。但目前在實際應(yīng)用中存在一些問題，如人體掃描精度、衣服模型切割精度、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面的需要進一步完善。下一步，我們將進一步深入優(yōu)化和改進這些算法來實現(xiàn)更準(zhǔn)確、高效的虛擬試衣技術(shù)，以滿足用戶的需求，并促進虛擬試衣技術(shù)的應(yīng)用和推廣。五、總結(jié)與展望本文綜述了虛擬試衣技術(shù)及其在計算機圖形學(xué)、模型分析和仿真方面的相關(guān)研究，介紹了虛擬服裝網(wǎng)格模型切割及參數(shù)化算法的研究現(xiàn)狀和進展。在此基礎(chǔ)上，本文分析了仍需進一步完善的問題，并提出了