基于Kinect的虛擬試衣鏡

田 屏

（遵義師范學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院，貴州 遵義563002）

1 虛擬試衣技術(shù)與發(fā)展前景

虛擬試衣鏡具有十分強(qiáng)大的功能，當(dāng)購(gòu)物者站在試衣鏡前時(shí)，虛擬試衣鏡會(huì)將人物的實(shí)時(shí)圖像與3D衣服模型結(jié)合后，將效果放映出來(lái)。只需要?jiǎng)觿?dòng)手就可以更換服裝的花紋和顏色等，只需要用手懸停在屏幕上的按鈕（不是接觸），就可以更換衣服的款式，體現(xiàn)了3D試衣鏡引領(lǐng)高科技時(shí)尚潮流的事實(shí)。在Kinect虛擬試衣鏡中的運(yùn)用到了目前備受關(guān)注的體感技術(shù)，體感技術(shù)可以定義為使用者運(yùn)用肢體動(dòng)作與身邊的設(shè)備直接進(jìn)行互動(dòng)，使人與設(shè)備直接交互，而無(wú)需使用任何復(fù)雜的控制設(shè)備。

KInect體感虛擬試衣鏡的優(yōu)勢(shì)主要在于當(dāng)購(gòu)物者站在Kinect體感虛擬試衣鏡前時(shí)，試衣鏡將自動(dòng)顯示試衣者試穿服裝以后的試衣圖像。使用這樣的設(shè)備，消費(fèi)者不再需要繁地取、脫、換、穿每一衣服，更不需要較長(zhǎng)時(shí)間的等待，只需通過(guò)Kinect虛擬試衣鏡，就可以馬上看到自己真實(shí)的試衣效果，體驗(yàn)到高科技帶來(lái)的全新虛擬試衣的購(gòu)物樂(lè)趣。

虛擬試衣鏡將人體感應(yīng)技術(shù)與3D動(dòng)畫(huà)技術(shù)完美結(jié)合，使擁有虛擬試衣鏡的商店、商場(chǎng)等具有很高的客戶吸引力和科技感,使用者只要站在虛擬試衣鏡前，即可將虛擬的各式各樣的3D服裝，合身的、自然的“穿”在自己身上,而且不需要觸摸屏幕來(lái)進(jìn)行操作，便能迅速的、頻繁的更換服裝，再運(yùn)用自身的肢體語(yǔ)言，就可以控制系統(tǒng)，使用使用者的收懸停在“虛擬試衣間”的按鈕上，就可以實(shí)現(xiàn)更換衣服，改變衣服大小、顏色等。

對(duì)此，在國(guó)內(nèi)外的很多專(zhuān)家也認(rèn)為：“Kinect體感虛擬試衣鏡”可以通過(guò)植入“科技元素”，來(lái)實(shí)現(xiàn)服裝品牌商和零售商牢牢鎖定女性市場(chǎng)，猶如Apple發(fā)布iphone和ipad系列科技產(chǎn)品，讓用戶擁有深度時(shí)尚、娛樂(lè)化的高科技體驗(yàn)感，易造成“跟風(fēng)狀態(tài)”，從而促進(jìn)用戶對(duì)品牌從提供“信息”的買(mǎi)賣(mài)行為，先提升至“信任”，終于有望變成“信仰”。

2 運(yùn)動(dòng)捕獲技術(shù)

在Kinect體感設(shè)備微軟使用了Light Coding技術(shù)，Light Coding的光源稱(chēng)為“激光散斑”，是激光照射到粗糙物體或穿透毛玻璃后隨機(jī)形成的衍射斑點(diǎn)。光源發(fā)出的大量散斑具有高度的隨機(jī)性，并且散斑的形狀會(huì)隨著距離遠(yuǎn)近而變換圖像形狀，可以說(shuō)在光源發(fā)出的散斑中，任意兩塊散斑圖案都是相同的。只要在空間中打上這樣的結(jié)構(gòu)光，整個(gè)空間就都被做了標(biāo)記，把任何一個(gè)物體放進(jìn)散斑照射的空間空間，只需要分析物體上面的散斑圖案，便可以獲得這個(gè)物體在空間中的坐標(biāo)信息。當(dāng)然運(yùn)用Light Coding技術(shù)所獲得的信息只是簡(jiǎn)單而且基本的影像資料，而重點(diǎn)在于辨識(shí)影像，并將識(shí)別的信息進(jìn)行處理，最后轉(zhuǎn)化為動(dòng)作指令，才能實(shí)現(xiàn)人體感應(yīng)。

Kinect將偵測(cè)到的3D深度圖像信息，傳入骨架追蹤系統(tǒng)，系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析并得出動(dòng)作指令。Kinect的骨架追蹤系統(tǒng)最多可同時(shí)偵測(cè)到6個(gè)人，在同一時(shí)刻只能辨識(shí)兩個(gè)人的動(dòng)作，根據(jù)骨架追蹤系統(tǒng)的識(shí)別，可以將每個(gè)人的骨架記錄為20組細(xì)節(jié)，即20個(gè)骨架節(jié)點(diǎn)，包括頭部、軀干、四肢以及手指等都是追蹤的范圍，這樣便實(shí)現(xiàn)了全身體感操作。為了讓Kinect體感設(shè)備可以識(shí)別使用者的動(dòng)作，微軟在這點(diǎn)上使用了機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)（machine learning），針對(duì)人體動(dòng)作建立出龐大的圖像資料庫(kù)，獲得了智慧辨識(shí)能力，讓Kinect體感設(shè)備盡可能識(shí)別使用者的肢體動(dòng)作所表達(dá)的意思。

本虛擬試衣鏡的設(shè)計(jì)在于構(gòu)建了一個(gè)基于Kinect運(yùn)動(dòng)捕獲、3DMax三維動(dòng)畫(huà)與Unity引擎相結(jié)合的虛擬試衣平臺(tái)，可以將系統(tǒng)細(xì)分為三個(gè)方面的內(nèi)容：首先，運(yùn)用Kinect骨骼變換矩陣推算出其在Unity中的三維空間左邊，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用3DMax虛擬出衣服模型，通過(guò)Kinect的手部姿態(tài)識(shí)別人體動(dòng)作，使得用戶可以和機(jī)器進(jìn)行交互換衣操作。其次，依據(jù)衣服中骨架和人體的幾何拓?fù)潢P(guān)系，通過(guò)三維空間坐標(biāo)和世界坐標(biāo)的對(duì)比，讓衣服和人體進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)衣服加入布料和額外的幾何約束參數(shù)，這樣衣服就便有了布料的屬性。最后，利用GPU渲染技術(shù)對(duì)對(duì)衣服進(jìn)行加工，這樣使得衣服更加真實(shí)。這樣虛擬試衣鏡就具有實(shí)時(shí)性、可靠性、真實(shí)感和較好的人機(jī)交互性。

在Unity中實(shí)現(xiàn)虛擬試衣鏡需要得到的最終效果,需要利用3dsMax進(jìn)行前期動(dòng)畫(huà)的處理工作，制作出能動(dòng)的3D衣服模型。

為了實(shí)現(xiàn)所需功能，該系統(tǒng)的制作可以分為兩個(gè)模塊即3D衣服模型的制作、Unity中試衣平臺(tái)的搭建。在3DMax強(qiáng)大的3D制做功能下，我們運(yùn)用其在動(dòng)畫(huà)方面的強(qiáng)大功能，制作我們所需的3D衣服模型，使其可以通過(guò)骨骼的移動(dòng)，帶動(dòng)衣服的移動(dòng)，試衣服在試衣過(guò)程中能做到“貼”在人身上，在將在3DMax中做好的衣服模型導(dǎo)出為FBX格式的文件。

3 Kinect虛擬試衣鏡主要實(shí)現(xiàn)以下功能

廣告功能：在系統(tǒng)沒(méi)有捕捉到有消費(fèi)者使用試衣鏡時(shí)，虛擬試衣鏡系統(tǒng)會(huì)在試衣鏡的屏幕上播放視頻或者圖片廣告，達(dá)到宣傳的功能。

虛擬試衣功能：在消費(fèi)者在使用系統(tǒng)時(shí)，是試衣系統(tǒng)會(huì)引導(dǎo)消費(fèi)者通過(guò)肢體感應(yīng)的方式選擇不同款式的服裝進(jìn)行試穿。

服飾促銷(xiāo)功能：在消費(fèi)者進(jìn)行體感虛擬試衣的同時(shí)，為消費(fèi)者帶來(lái)一個(gè)不同于常規(guī)試衣的試衣體驗(yàn)，激發(fā)消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)欲望，達(dá)到促銷(xiāo)衣服的目的。

體感虛擬試衣間操作更簡(jiǎn)便、交互更自然，讓體感試衣鏡的市場(chǎng)得到了開(kāi)闊，真正走進(jìn)了商場(chǎng)和高檔服裝店。而在現(xiàn)在市場(chǎng)上使用的體感虛擬試衣間主要專(zhuān)注于服裝的款式，而忽略了服裝的真實(shí)性，沒(méi)有直觀模擬出衣服的布料的自然屬性，因此在真實(shí)感等方面仍然存在很大的欠缺，有待發(fā)展。