一种面向三维服装模拟的纸样缝合信息自动设置方法技术

本发明专利技术涉及一种面向三维服装模拟的纸样缝合信息自动设置方法，步骤为：读入一个三维人体模型；再读入二维服装纸样；然后将二维服装纸样摆放到三维人体模型周围，自动识别服装纸样的缝合信息；再交互修改不正确的缝合信息，获得完整的服装纸样缝合信息。该方法可以应用于服装设计相关的领域，能提高三维服装设计的效率。相对手工交互或半自动的方法，该方法设置纸样缝合关系的速度快，自动化程度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种三维服装模拟方法，特别涉及一种面向三维服装模拟的纸样缝合信息自动设置方法。
技术介绍
三维服装模拟在服装设计、虚拟试衣、计算机动画和游戏等方面有广泛的应用。真实感的三维服装模拟既可供服装设计师评价服装的设计效果，又能使消费者无需试穿即可了解着装效果。三维服装模拟技术通过模拟服装的制作过程减少服装的设计时间，大大缩短服装的设计周期。随着服装电子商务的发展，网上虚拟试衣技术的出现成为必然。它可将用户选中的衣服在虚拟模特身上进行试穿，实现远程的虚拟试衣，可以提高用户体验，增加服装的销售量，并降低服装的退货率。三维服装模拟的流程一般是这样的：首先，读入一个三维的人体模型与二维的服装纸样，然后设置二维服装纸样的缝合信息，再将二维服装纸样放置到三维人体的周围，最后，采用基于物理的方法进行三维服装纸样的缝合模拟，形成三维服装模型。这里，服装纸样(Pattern)是指根据服装设计的款式和尺寸要求，通过专业的计算设计出的服装裁片，它是立体服装的平面表达。从几何角度来说，二维服装纸样是一个由直线和曲线组成的封闭多边形。服装纸样缝合信息的设置，即指定纸样的边界是怎样缝合在一起的，是三维服装模拟的重要步骤之一，它影响到服装模拟的效率和用户体验。这里。服装纸样的缝合信息设置既包括二维服装纸样的缝合信息，也包括三维服装纸样的缝合信息。其中，二维服装纸样和三维服装纸样是对应的，是同一纸样在平面和空间中形状的不同表示方式，目前，在大多数服装模拟系统中，服装纸样缝合信息的设置是通过交互的方法依次选择两根纸样的边界将它们设置为一组缝合对应边。例如，文献Pascal Volino and Nadia Magnenat Thalmann,Developing simulation techniques for an interactive clothing system.In Proc.of Virtual Systems and Multi-Media，1997(Pascal Volino and Nadia Magnenat Thalmann,面向一个交互试衣系统的模拟技术研发，虚拟系统和多媒体会议论文集，1997)就采用交互的方法。这种手工交互的方式，存在操作复杂、不直观和速度慢的缺点。文献Floraine Berthouzoz，Akash Garg，Danny M.Kaufman，Eitan Grinspun，Maneesh Agrawala，Parsing Sewing Patterns into 3D Garments,SIGGRAPH，2013(Floraine Berthouzoz，Akash Garg，Danny M.Kaufman，Eitan Grinspun，Maneesh Agrawala，面向三维服装的缝合纸样分析,SIGGRAPH会议，2013)提出了一种自动设置缝合边的方法。该方法采用机器学习和整数规划推测纸样的缝合关系，具有较高的准确率。但是，该方法依赖于详细的纸样几何信息和描述信息，如纸样的名称、位置、相邻关系、边界匹配关系等，对纸样设计师的工作具有很高的要求，而且该方法只适合于对称的服装。因此，该方法在实际中的应用具有一定的难度。为了解决该问题，本专利技术提出一种基于纸样几何信息的缝合信息自动设置方法，利用三维服装纸样的空间位置关系与纸样缝合边界的特征，实现智能、准确的纸样缝合信息设置，从而提高三维服装模拟的速度并提升用户体验。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于三维服装纸模拟的纸样缝合信息自动设置方法，快速、准确地设置服装纸样边界的缝合关系，以便进行三维服装的缝合模拟。为解决该技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种面向三维服装模拟的纸样缝合信息自动设置方法，其特征在于包括下列步骤：1)读入一个三维人体模型；2)读入二维服装纸样；3)将二维服装纸样摆放到三维人体模型周围；4)自动识别服装纸样的缝合信息；5)交互修改不正确的缝合信息，获得完整的服装纸样缝合信息。在步骤1)中，三维人体模型可用三角形网格曲面或四边形网格曲面表示。三维人体模型可以是全身的人体模型，也可以是用于服装立体裁剪的2/3或半身人体模特的数字化模型。人体的姿势应该直立并且手臂是向两侧张开的，便于三维服装的缝制模拟。在步骤2)中，二维服装纸样的边界是由直线与曲线组成的，二维服装纸样可以通过二维设计的方法直接设计得到，也可以通过三维曲面展开的方法设计得到。曲面展开的方法参见专利技术专利(授权号：20110312749.6一种基于立体裁剪的三维服装造型与纸样设计方法)中的方法。在步骤3)中，将二维纸样放置到三维人体模型周围合适的位置，用于纸样缝合信息的识别与服装的缝合模拟。可以采用交互的方法，即用鼠标与手势等交互工具，将二维纸样进行旋转与移动，放置到三维人体模型表面附近的位置。三维纸样的空间位置应该与人体的部位对应，比如，前身纸样应该放置到人体上半身的前面，袖子应该放置到手臂的周围。纸样空间位置的放置也可以采用自动的方法，如专利技术专利(申请号：201510583218.9：一种三维服装纸样的空间位置自动设置方法)中的方法。该方法通过二维平面中二维纸样与人体轮廓的相对位置确定服装三维纸样在三维人体上的相对位置。在步骤4)中，我们利用三维服装纸样的空间位置关系与纸样缝合边界的特征，自动识别纸样的缝合信息。二维服装纸样的缝合信息用于标明纸样的哪些边界是缝合在一起的。这样，在缝合三维服装时，分离的纸样将被缝合到一起成为三维服装。在三维服装缝合前，如果将所有已经设置好缝合信息的三维纸样摆放到三维人体模型的周围，可以观察到三维纸样的缝合边具有以下的特征与属性：a)边长相似性：两根缝合的纸样边界线具有类似的长度；b)曲率相似性：一般情况下，两根缝合边界线的曲率大小往往是类似的。在服装设计中，曲率相似性可以避免三维纸样缝合后发生较大的变形。c)距离最短：对于两根具有缝合关系的三维纸样边界线中的任意一根，找出所有长度与它相似的三维纸样边界线，这两根边界线的距离往往是最短的。不过，距离最短不是必要的条件。d)法向相对性：在正常情况下，两根缝合边界具有相对的法向。我们用三维纸样边界中点的法向表示纸样边界的法向，法向的方向是朝外的。在多层缝合的情况下，两根缝合边的法向是一致的。e)非干涉性：一般情况下，连接两根三维纸样边界的缝合线不与人体模型相交，也不与其它三维纸样相交。f)自身不缝合性：除了省道和皱褶的边界线与环状的纸样边界，一般情况下，同一片纸样中的两根边界线是不缝合到一起的。g)非缝合边界：由于人体的拓扑结构，为了让衣服穿在人体身上，服装上必须存在一些非缝合边界，即不与其它边界进行缝合的边界。服装款式与类型的不同，非缝合边界也会有所变化。对于上衣来说，典型的非缝合边界包括领口线，袖口线和下摆线；对于无袖上衣来说，它不存在袖口线，这时袖笼线属于非缝合线；对于裤子来说，非缝合边界包括裤腰线和裤脚线。h)缝合约束：根据服装与人体的结构关系，纸样的缝合关系存在一些规则与约束。比如，前片纸样的肩线一般与后片纸样的肩线缝合在一起，身体纸样的袖笼线只能与袖子纸样的袖笼线缝合在一起，袖子纸样的边界线(不包括袖笼线边界)不能与身体纸样的边界缝合等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向三维服装模拟的纸样缝合信息自动设置方法，其特征在于包括下列步骤：1)读入一个三维人体模型；2)读入二维服装纸样；3)将二维服装纸样摆放到三维人体模型周围；4)自动识别服装纸样的缝合信息；5)交互修改不正确的缝合信息，获得完整的服装纸样缝合信息。

【技术特征摘要】
1.一种面向三维服装模拟的纸样缝合信息自动设置方法，其特征在于包括下列步骤：1)读入一个三维人体模型；2)读入二维服装纸样；3)将二维服装纸样摆放到三维人体模型周围；4)自动识别服装纸样的缝合信息；5)交互修改不正确的缝合信息，获得完整的服装纸样缝合信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中三维人体模型可用三角形网格曲面或四边形网格曲面表示。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中二维服装纸样的边界是由直线与曲线组成的，二维服装纸样可以通过二维设计的方法直接设计得到，也可以通过三维曲面展开的方法设计得到。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4)自动识别服装纸样的缝合信息的方法是：根据缝合边界的特征与属性，包括边长相似性、曲率相似性、距离最短、法向相对性、非干涉性、非缝合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东亮，李基拓，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33