基于OpenGL的任意衣物和人体的3D试穿实时仿真

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互联网技术的迅速发展使得网上购物成为一种潮流。据统计显示网上购物的网民占整个互联网网民的比重越来越大。然而,在其带来的方便快捷,可选商品种类之多等优势的同时,仍存在不少的缺点,尤为突出的是缺乏用户体验的环节,即用户在购买商品之前,无法试用试穿。针对用户对这方面的需求,虚拟试衣系统的研究应运而生,且备受国内外研究工作者的热切关注。早期的相关研究主要是对简单布料进行力学碰撞仿真模拟,或是简单的衣物在几个模特姿势上的试穿,都具有一定的局限性,始终较难兼顾灵活性、真实感、实时性与完整性。为了进一步突破这种局限性,本文提出了对任意人体和任意衣物进行匹配试穿的目标,对其进行研究和实现。本文采用nurbs曲面构成的可形变人体和3dmax服装模型来作为人体和衣物这两个对象的源数据,以达到提出的任意人体和衣物的需求。在本文特定的应用场景下,设计了一种新的仿真流程,首先,采用非均匀有理B样条(NURBS)曲面自动完成可形变人体建模;其次对3dmax模型进行质点重构并添加多种类型弹簧,完成任意衣物的物理建模;然后,采用Verlet积分法完成试穿仿真过程中的数值求解计算,同时实现了新的网格简化算法和三角形内点判断算法;最后,通过特殊的数据结构,设定人体部位的运动方向和角度等状态信息,通过旋转这种简单的方式,实现了人动带动衣物运动的一些简单动作的快速动态效果。归纳而言,本文设计的方案具有以下三个方面的优点:第一,通过调整nurbs曲面参数,可方便获得不同形态与姿势的人体,以及服装模型的来源方式,保证了试穿效果的多样性;第二,衣服模型简化和内点判断算法可将仿真性能提高约30%,保证了实时性;第三,初步探讨了人体运动如何带动衣物运动这样与现实非常贴近的问题,具有较好的研究和应用前景。
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