一种基于逆向工程技术的中间体虚拟人台的构建方法技术

本发明专利技术涉及一种基于逆向工程技术的中间体虚拟人台的构建方法，包括：选择一定样本量的某年龄段人体的三维人体模型，测量三维人体模型的各部位尺寸，以此为数据基础筛选合适的模特；将人体模型切割成多个水平截面，并以水平截面的中心为原点逆时针等角度分割截面，将截面轮廓曲线划分为均匀的点云；对每个模特进行分层取特征点，将特征点转化为三维空间坐标；对同一部位同一特征点的坐标均值化，并关于人体对称轴对称，生成该年龄段中间体三维人体点云矩阵；将点云矩阵导入逆向工程软件，生成三维网格模型，最终拟合成NURBS曲面。本发明专利技术利用逆向工程技术虚拟人台建立缩短了模型建立的时间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于逆向工程技术的中间体虚拟人台的构建方法
本专利技术涉及服装人体工程学
，特别是涉及一种基于逆向工程技术的中间体虚拟人台的构建方法。
技术介绍
互联网的发展改变了人们的生活方式和消费方式，基于MTM的服装虚拟试衣越来越多地应用到服装量身定制中。随着服装数字化发展，一方面由于年龄差异、个体差异、地域差异、种族差异等原因人与人的体型差异较大，一方面服装生产制作对人体体型分类要求越来越细，人们对服装合体度和舒适度的要求越来越高。服装量身定制或成为21世纪的重要趋势，虚拟人台有利于帮助人们通过虚拟人台在互联网上远程体验服装的合体度和美观性。现有的虚拟人台构建方法有：公开号为CN101912169A的带有放松量的服装立体裁剪用工业人台的建立方法(2010年)采用一定年龄段的三维人体上半身数据，以统计分析得到的中间体数据为依据，在三维人体上加入穿着服装时的放松量，建立带有放松量的服装上半身立裁人台。该专利技术能够满足设计师对于外套服装造型的需求。实体人台由ABS材料三维打印后粘合而成。公开号为CN101013508A的分部位组合式三维参数数字化人台构建方法(2007)根据人体尺寸数据选出描述人体曲面特征的基本部位，按各基本部位的曲线特征进行分类，将不同类别的基本部位自由组合构成整体人台。人台通过人体各部位的特征围度截面上的多个关键点描述，各个关键点通过回归方程得到，达到通过参数调节各部位的体型和尺寸的目的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于逆向工程技术的中间体虚拟人台的构建方法，能够建立符合某一年龄段体型的人体中间体虚拟人台。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于逆向工程技术的中间体虚拟人台的构建方法，包括以下步骤：(1)选择一定样本量的某年龄段人体的三维人体模型，测量三维人体模型的各部位尺寸，以此为数据基础筛选合适的模特作为建模的基础；(2)根据人体扫描时的点云疏密程度，将人体模型切割成多个水平截面，并以水平截面的中心为原点逆时针等角度分割截面，将截面轮廓曲线划分为均匀的点云，完成对人体模型的分解；(3)对每个模特进行分层取特征点，将特征点转化为三维空间坐标；(4)对同一部位同一特征点的坐标均值化，并关于人体对称轴对称，生成该年龄段中间体三维人体点云矩阵；(5)将点云矩阵导入逆向工程软件，生成三维网格模型，最终拟合成NURBS曲面，封闭NURBS曲面即为一个实体，从而完成中间体三维人体模型。所述步骤(2)中将人体模型切割成90个水平截面。所述步骤(4)中按照m×n矩阵的形式构建中间体的模型，将每一个三维模型的每一层上每一个特征点的三维特征值取平均值，构建中间体模型点云矩阵，得到其中，表示第j名模特第n层第K号点，Ijn(Δxjn,Δyjn,0)表示第j名模特第n层的中心偏移量。所述步骤(4)中人体对称轴对称处理包括躯干和下肢的点云对称处理。所述下肢的点云对称处理只需提取人体右下肢的三维点云数据，人体中心轴所在平面作为对称中心平面，人体左下肢与右下肢关于Y轴对称，左下肢上任一型值点与其右下肢对应特征点的X坐标互为相反数；其中，X轴为对称中心平面的横轴，Y轴为对称中心平面的纵轴。有益效果由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术的建模方法将逆向工程中体―面―线―点―线―面―体的原则应用到服装人体建模中，实现从真实人体―人体实体模型―人体截面―截面曲线―曲线上的点云―点云坐标处理―重新排列后的点云―三维网格模型―NURBS曲面―实体模型这一过程，利用逆向工程技术虚拟人台建立缩短了模型建立的时间，具有重要的现实意义和经济价值。本专利技术实现中间体三维虚拟人台的构建，可广泛应用于服装人台设计与制作，三维服装CAD软件的开发应用，服装定制中的虚拟试衣以及人体工效学等领域。附图说明图1是本专利技术人体下体分割成51层示意图；图2是本专利技术每一层截面等角等分坐标图；图3是本专利技术对称化处理之前的截面；图4是本专利技术对称化处理后的截面。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本专利技术的实施方式涉及一种基于逆向工程技术的中间体虚拟人台的构建方法，包括以下步骤：选择一定样本量的某年龄段人体的三维人体模型，测量三维人体模型的各部位尺寸，以此为数据基础筛选合适的模特作为建模的基础；根据人体扫描时的点云疏密程度，将人体模型切割成多个水平截面，并以水平截面的中心为原点逆时针等角度分割截面，将截面轮廓曲线划分为均匀的点云，完成对人体模型的分解；对每个模特进行分层取特征点，将特征点转化为三维空间坐标；对同一部位同一特征点的坐标均值化，并关于人体对称轴对称，生成该年龄段中间体三维人体点云矩阵；将点云矩阵导入逆向工程软件，生成三维网格模型，最终拟合成NURBS曲面，封闭NURBS曲面即为一个实体，从而完成中间体三维人体模型。下面以一个具体的实施例进一步说明本专利技术。步骤1、选择200个18-25岁青年女性的三维人体模型，对模型进行去噪、补洞和光顺处理，并提取需要的人体部分，测量各部位的尺寸，以此为数据基础获得该年龄段中间体各部位的数据特征。步骤2、筛选了15个各项身体指标接近中间体数据的模特，根据人体扫描时的点云疏密程度，将人体模型切割成多个水平截面，由图1可知人体躯干比下肢的点云密度稍大，接近踝骨的部分点云最密集，为了最大程度接近人体模型点云疏密实际情况，将人体分90层。步骤3、以水平截面的中心为原点逆时针等角度分割截面，将截面轮廓曲线划分为均匀的点云，完成对人体模型的分解。如图2所示，以水平X轴正方向为与截面曲线的交点为1号点，逆时针编号，最终61号点与1号点重合。步骤4、将每一层截面的61个特征点转化为三维空间坐标。每个模特都有一个对应的三维人体点云矩阵，见式(1)。其中n为点坐标所在的层数，K为每层的坐标的点数，每层的z坐标都相同，式中表示第n层的第K个点坐标。步骤5、由于站姿或仪器系统误差等原因，人体躯干各层截面的中心点可能会有微笑的偏移。Z轴方向由于是高度方向，没有偏差。为了减少后期建立中间体模型的误差，需要将中心调整到新的0点，调整后的坐标矩阵见式(2)，其中ΔIn(Δxn,Δyn,0)表示第n层的中心需要的偏移量。步骤6、对同一部位同一特征点的坐标均值化，并关于人体对称轴对称，生成该年龄段中间体点云矩阵。按照m×n矩阵的形式构建中间体的模型，将调整坐标后每一个三维模型的每一层上每一个特征点的三维特征值取平均值，重新构建中间体模型点云矩阵，如式(3)所示。其中表示第名j模特第n层第K号点，Ijn(Δxjn,Δyjn,0)表示第j名模特第n层的中心偏移量。步骤7、将人体看成是以正中矢面为对称轴的左右对称体，以人体的右侧为基准，对称化处理主要包括躯干和下肢的点云对称处理，实施步骤如下：步骤7.1、躯干截面对称处理。人体躯干截面关于Y轴左右对称后，第1个点和第31个点位于X轴上，且关于Y轴对称；第16个点和第46个点位于Y轴上，且为人体横截面的前后中心点。有x31＝-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于逆向工程技术的中间体虚拟人台的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选择一定样本量的某年龄段人体的三维人体模型，测量三维人体模型的各部位尺寸，以此为数据基础筛选合适的模特作为建模的基础；(2)根据人体扫描时的点云疏密程度，将人体模型切割成多个水平截面，并以水平截面的中心为原点逆时针等角度分割截面，将截面轮廓曲线划分为均匀的点云，完成对人体模型的分解；(3)对每个模特进行分层取特征点，将特征点转化为三维空间坐标；(4)对同一部位同一特征点的坐标均值化，并关于人体对称轴对称，生成该年龄段中间体三维人体点云矩阵；(5)将点云矩阵导入逆向工程软件，生成三维网格模型，最终拟合成NURBS曲面，封闭NURBS曲面即为一个实体，从而完成中间体三维人体模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于逆向工程技术的中间体虚拟人台的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选择一定样本量的某年龄段人体的三维人体模型，测量三维人体模型的各部位尺寸，以此为数据基础筛选合适的模特作为建模的基础；(2)根据人体扫描时的点云疏密程度，将人体模型切割成多个水平截面，并以水平截面的中心为原点逆时针等角度分割截面，将截面轮廓曲线划分为均匀的点云，完成对人体模型的分解；(3)对每个模特进行分层取特征点，将特征点转化为三维空间坐标；(4)对同一部位同一特征点的坐标均值化，并关于人体对称轴对称，生成该年龄段中间体三维人体点云矩阵；所述步骤(4)中按照m×n矩阵的形式构建中间体的模型，将每一个三维模型的每一层上每一个特征点的三维特征值取平均值，构建中间体模型点云矩阵，得到其中，表示第j名模特第n层第K号点，Ijn(Δxjn,Δyjn,0)表示第j名模...

【专利技术属性】
技术研发人员：方方，王子英，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31