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数字服装的试衣效果研究是近年来服装CAD领域中普遍关注和研究的重要课题。作为三维服装CAD系统集成的重要组成部分,它可以有效地克服传统二维的服装CAD系统中普遍存在的缺陷,例如:缺乏直实感、直观性差以及试衣效果难于表现等。若将其应用于服装电子商务上,顾客无须亲自试衣,便可以看到自己的穿着效果,不但体验到虚拟试衣的乐趣,而且购买到称心如意的服装。此外,三维试衣系统也把服装设计师从平面设计推向三维立体设计,避免了服装设计效果的盲目性,从而有效地降低了企业的生产和设计成本,大大提高了企业的竞争力。因此,开展三维试衣效果的研究具有重要的现实意义。
论文在三维服装CAD相关理论的基础上,利用纺织与服装以及计算机图形学等方面的理论与技术,对三维试衣效果的展示进行研究。论文主要包括三维人体模型和服装模型的建模、两模型的特征匹配以及三维试衣效果的展示等方面,具体内容如下:
(1)综合分析了国内外服装CAD系统的研究现状和发展趋势。目前,三维服装CAD的发展还不成熟,三维试衣系统作为三维服装CAD的核心部分,具有重要的研究意义和广泛的应用前景。
(2)在分析三维试衣理论以及现有三维试衣方法的基础上,论文重点介绍三维自由式曲面的匹配方法,总结了曲面匹配的主要步骤、关键问题以及求解刚体运动变换矩阵的常用方法。
(3)三维人体模型和服装模型的建立。重构三维人体和服装模型,必须获得模型曲面的几何与拓扑信息。由于当前条件的限制,模型数据还不能通过测量直接获得,所以本课题利用专用的三维人体造型软件Poser6.0自带的人体模型和服装模型作为系统的数据来源。首先将其导出为PLY格式的数据文件,再根据PLY文件的存储格式,利用计算机程序提取人体曲面和服装曲面的点面信息来实现三维人体和服装模型的数字建模。
(4)提出了基于特征匹配的三维试衣算法。该方法首先采用双三次Bezier曲面局部拟合人体模型和服装模型的网格顶点及其邻近点,估算网格顶点的离散曲率和离散挠率,然后构造新的匹配函数得到两模型的特征点对,并使用最小距离目标函数获得坐标变换矩阵,从而实现两模型的粗匹配,最后对服装模型进行适当地缩放和二次匹配,以实现服装模型和人体模型的精确匹配。
(5)三维试衣展示平台的搭建。在VC++6.0的开发环境下,结合OpenGL强大的三维建模功能,将上述研究成果集成应用到三维试衣效果展示平台中,实现了在不同光照和材质环境下三维试衣效果的真实感展示。同时,用户可以通过该平台,选择不同的服装款式进行试穿,并可以从多角度观察服装的展示效果。