一种三维服装纸样的空间位置自动设置方法技术

一种三维服装纸样的空间位置自动设置方法，读入一个三维人体模型；生成三维人体模型的特征点和特征线，并识别人体的各个部位；自动生成三维人体模型各个部位的空间包围圆锥面；生成三维人体模型的二维人体轮廓线，包括左右前后四个面的轮廓线；读入二维服装纸样；设置二维服装纸样的缝合信息，并将二维服装纸样进行三角网格化；将二维服装纸样移到步骤4)所述二维人体轮廓线周围的位置；计算二维服装纸样相关的人体部位；将二维服装纸样映射到三维人体模型各个部位的空间包围圆锥面上，获得服装纸样在人体模型周围的空间位置。该方法具有速度快、自动化程度高、操作简单的特点。

【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，特别涉及一种三维服装纸样的空间位置自动设置方法。
技术介绍
三维服装模拟在计算机动画、服装CAD和虚拟试衣等方面有广泛的应用。真实感的三维服装模拟一方面可供服装设计师评价服装的设计效果，另一方面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，从而提高用户体验，降低服装的退货率，增加服装的销售量。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，然后交互地设置纸样的缝合信息，再将二维服装纸样放置到三维人体的周围，最后，采用基于物理模型的方法进行服装纸样的缝合模拟，形成三维服装模型。其中，二维服装纸样在人体周围空间位置的设置是三维服装模拟的重要步骤之一，它影响到服装模拟的速度和质量。目前，在大多数的服装模拟系统中，纸样空间设置方法通过交互的方法逐一将二维服装纸样放置到三维人体的周围。例如，文献(陈青青，采用交互式缝合设置的三维服装模拟技术，计算机系统应用，2013年第22卷第4期)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。一些系统采用半自动的设置方法，例如，文献TungLeThanh,AndréGagalowicz，VirtualGarmentPre-positioning，ComputerAnalysisofImagesandPatterns，LectureNotesinComputerScience，Volume3691,2005(TungLeThanh,AndréGagalowicz，虚拟服装的位置预处理，计算机图像与模式分析，计算机科学讲义丛书，3691卷，2005)中采用基于小塑像(Figurine)的方法，将二维服装纸样映射到小塑像上实现二维服装纸样的空间位置放置。该方法的不足之处在于难以准确地设置纸样在空间中的位置。为了解决该问题，本专利技术提出一种三维服装纸样的空间位置自动设置方法，利用二维服装纸样与三维人体的轮廓线与特征线相对位置的关系，实现智能、准确、便捷的三维纸样空间放置，从而提高三维服装模拟的速度。
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样的空间位置自动设置方法法，将服装二维服装纸样快速、准确地摆放在三维人体周围，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：一种三维服装纸样的空间位置自动设置方法，其特征在于包括下列步骤：1)读入一个三维人体模型；2)生成三维人体模型的特征点和特征线，并识别人体的各个部位；3)自动生成三维人体模型各个部位的空间包围圆锥面；4)生成三维人体模型的二维人体轮廓线，包括左右前后四个面的轮廓线；5)读入二维服装纸样；6)设置二维服装纸样的缝合信息，并将二维服装纸样进行三角网格化；7)将二维服装纸样移到步骤4)所述二维人体轮廓线周围的合适位置；8)计算二维服装纸样相关的人体部位；9)将二维服装纸样映射到三维人体模型各个部位的空间包围圆锥面上，获得服装纸样在人体模型周围的空间位置。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值化模型。在步骤2中，人体模型的特征点包括颈、肩、肘、手、胸、腰、臀、裆、膝盖、脚踝等。对于不同类型的三维人体模型，其特征点也有所不同。特征点的确定可采用两种方法。一种是交互的方法，即通过鼠标在三维人体模型上点击确定人体特征点的位置；另一种方法是自动识别法，即通过三维人体模型的特征自动识别特征点。根据人体的特征点，可以将人体分为不同的部位，包括头、颈、上身、手和腿等。特征点和人体部位的识别采用文章FradinhoOliveira,DongliangZhang,BernhardSpanlang,AnimatingScannedHumanModels，JournalofWSCG2003(FradinhoOliveira,DongliangZhang,BernhardSpanlang，扫描人体的动画，WSCG杂志，2003)中的方法。获得人体的特征点后，生成人体的特征线。特征线一般是经过人体的特征点。特征线包括中心线、颈线、胸围线，腰围线和臀围线等。在步骤3中，生成人体各部位的包围圆锥面是为了在设置服装纸样的空间位置时，服装纸样能更贴近人体模型的周围，以提高三维服装缝合模拟的速度，并改善服装缝合的质量。生成包围圆锥面的人体部位包括颈部、上身、手臂和腿，它们通常为服装包裹的部分。生成包围圆锥面时，根据身体各部位的大小，沿身体部位的主轴方向，计算出包裹该部位的最小圆锥面，并将它设置为该部位的包围圆锥面。为了在三维空间中显示圆锥面，圆锥面采用三维网格表示。有时为了简化圆锥面，一些身体部位的包围圆锥面也可用圆柱面表示。在步骤4中，二维人体轮廓线包括正面、后面、左面和右面的轮廓线。人体的轮廓线采用截面切割的方法获得。具体方法是，从头顶到脚底依次用间隔很小的平面切割三维人体模型的各个部位，得到平面与人体的相交截面，然后计算截面的前后左右的极值点坐标，最后，将所有截面的极值点连接，投影到二维平面中，获得二维的人体轮廓线。显示人体的二维轮廓线时，将左面、正面、右面、后面的轮廓线依次按一定间隔显示在二维平面中。在步骤5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，也可以是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6中，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，在三维服装缝合时，分离的纸样将被缝合到一起成为三维的服装。边界的缝合信息设置可用交互的方法实现。设置缝合信息后，需要对二维服装纸样进行三角网格化，使二维服装纸样变成二维网格面。其目的是为了使二维服装纸样缝合后，形成三维的服装曲面。二维服装纸样三角网格化的方法参见文章Triangle:Atwo-dimensionalqualitymeshgeneratorandDelauneytriangulator.JonathanRichardShewchuk,UniversityofCaliforniaofBer本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维服装纸样的空间位置自动设置方法，其特征在于包括下列步骤：1)读入一个三维人体模型；2)生成三维人体模型的特征点和特征线，并识别人体的各个部位；3)自动生成三维人体模型各个部位的空间包围圆锥面；4)生成三维人体模型的二维人体轮廓线，包括左右前后四个面的轮廓线；5)读入二维服装纸样；6)设置二维服装纸样的缝合信息，并将二维服装纸样进行三角网格化；7)将二维服装纸样移到步骤4)所述二维人体轮廓线周围的位置；8)计算二维服装纸样相关的人体部位；9)将二维服装纸样映射到三维人体模型各个部位的空间包围圆锥面上，获得服装纸样在人体模型周围的空间位置。

【技术特征摘要】
1.一种三维服装纸样的空间位置自动设置方法，其特征在于包括下列步骤：
1)读入一个三维人体模型；
2)生成三维人体模型的特征点和特征线，并识别人体的各个部位；
3)自动生成三维人体模型各个部位的空间包围圆锥面；
4)生成三维人体模型的二维人体轮廓线，包括左右前后四个面的轮廓线；
5)读入二维服装纸样；
6)设置二维服装纸样的缝合信息，并将二维服装纸样进行三角网格化；
7)将二维服装纸样移到步骤4)所述二维人体轮廓线周围的位置；
8)计算二维服装纸样相关的人体部位；
9)将二维服装纸样映射到三维人体模型各个部位的空间包围圆锥面上，获得服装纸
样在人体模型周围的空间位置。
2.权利要求1所述方法，其特征在于：在步骤1)中，三维人体模型用三角形网格曲面
或四边形网格曲面表示。
3.权利要求1所述方法，其特征在于：在步骤3)中，生成包围圆锥面的人体部位包括
颈部、上身、手臂和腿，生成包围圆锥面时，根据身体各部位的大小，沿身体部位的主轴方
向，计算出包裹该部位的最小圆锥面，并将它设置为该部位的包围圆锥面。
4.权利要求1所述方法，其特征在于：所述包围圆锥面用圆柱面表示。
5.权利要求1所述方法，其特征在于：在步骤4)中，三维人...

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