基于三維虛擬試衣系統的人體縮放模型精度研究

陳鳳琴（江西服裝學院服裝商貿分院，江西 南昌 330201）

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基于三維虛擬試衣系統的人體縮放模型精度研究

陳鳳琴
（江西服裝學院服裝商貿分院，江西 南昌 330201）

摘 要：隨著科學技術不斷發展，二維平面試衣系統已經不能滿足現代人們的生活和工作需求，由此開發了三維虛擬試衣系統。本文從三維虛擬試衣系統和人體縮放模型兩個概念化入手，根據應用原理進行探索，以促進我國三維虛擬試衣系統模型的發展。

關鍵詞：三維虛擬；試衣系統；人體縮放模型；精度分析

目前我國三維服裝CAD是以計算機掃描儀為基礎進行的，它是先通過掃描儀掃描得到人體參數，根據數據建立虛擬人體模型，整個環節復雜且繁瑣，已經不能順應時代的潮流。在我國電商市場日益發展的今天，B2C的商業模式已經對三維試衣系統提出了新的要求，三維虛擬試衣系統不能適應我國迅速發展的電商需求［1］，針對三維虛擬試衣系統中人體縮放模型的精度分析研究已經勢在必行。

1　三維虛擬試衣系統技術

三維虛擬試衣系統是一個新型的概念，是電商時代的一個產物。三維試衣過程較為復雜，技術要求較多，主要分為以下三個方面。

（1）利用三維技術將現實衣物分析成為一個電腦模型，組成一個虛擬服裝效果，但是由于服裝的質地柔軟，服裝通過三維技術輸入電腦后容易變形的，這成為三維虛擬試衣空間發展的一個難題，目前，國外先進技術經驗已經逐步解決了這個難題。

（2）利用三維技術搭建一個人體三維模型。除了利用到三維技術之外，對于人的能動性結構也需要進行技術輸入，要進行有針對性、有區別性的三維人體模型搭建，這成為三維虛擬試衣系統的第二個難題。

（3）在虛擬服裝的易變性情況下，與三維人體模型進行結合后，軟件系統很難控制虛擬服裝發生的各種扭曲變形，不能展現真實的人物試穿效果，這是三維虛擬試衣系統的難點中的難點。

2　人體縮放模型使用原理

人體縮放模型是三維虛擬試衣系統中的一項技術，指通過現代化的信息技術構建出立體化的虛擬人體模型，而且此模型可以根據各個國家、地區、種族人體結構的不同進行縮放變形，其中人體縮放模型精度性是研發的重點。三維虛擬試衣系統中人體縮放模型就是利用這種曲線進行模擬，在計算機中形成人體模型，與服裝虛擬模型進行組合，最終達到試衣的效果。貝茲曲線是依據四個位置任意的點坐標繪制出的一條光滑曲線［2］。通常，階的貝茲曲線，即雙階貝茲曲線之間的插值，是根據三維虛擬試衣系統中人體縮放模型的具體需要參數來進行取值。

3　人體縮放模型建模分析

用于三維試衣系統中的人體建模常用的軟件有3DMAX、Maya、Matlab等，3DMAX在人體建模上運用較多，系統對貝茲曲線或曲面的調節變化效果最好，但是由于3DMAX軟件公司對自己的保護，有許多功能不能正常使用，因此貝茲曲面的操作不方便。所以我們使用矩陣運算能力出色的 Matlab軟件來建立人體模型進行分析與研究。

3.1人體身高縮放模型建模步驟

先用標準模型分層取樣，得到貝茲曲線值。對于取樣的層次依據人體曲面變化特征選取，根據快慢的變化疏密取樣。依據人體身高的比例，取得縮放的尺寸值。然后調節新的人體特征點重新建立貝茲曲面，獲得取樣者的人體模型，（如圖1所示）。

3.2人體體重縮放模型建模步驟

人體的體重是區分人體型胖瘦的重要依據，所以人體體重縮放模型建模是比較重要的一個環節。針對標準模型按V向分層取樣，得到貝茲曲線，再對人體截面曲線進行值分析，獲得準確的尺寸縮放的特征節點。按相關公式得到特征節點的切向量，再按公式求法向量。再根據人體體重比例得到貝茲曲面縮放量。依據新數值的調節伸展特征節點，重新建立貝茲曲面，（如圖2所示）。

3.3人體腰圍縮放模型建模步驟

關于腰圍的縮放建模是非常重要的，因為人們在選購服裝時十分關注腰圍的形態，但腰圍的縮放變化指是局部的縮放，運用Matlab軟件只需要局部的重建，快速的可以完成腰圍建模。先用標準模型分層取樣，得到貝茲曲線值。對于取樣的層次依據人體曲面變化特征選取，根據快慢的變化疏密取樣。對人體截面曲線進行值分析，獲得準確的尺寸縮放的特征節點。按相關公式得到特征節點的切向量，再求法向量。再根據人體腰圍比例得到貝茲曲面縮放量。依據新數值的調節伸展特征節點，重新建立貝茲曲面（如圖3所示）。

圖1　身高縮放模型比較

圖2　體重縮放模型比較

圖3　腰圍縮放模型比較

4　人體縮放模型精度分析

在Matlab軟件人體縮放建模中，人體模型在進行長度和寬度的縮放后，模型很容易失真，無法準確得到我們變換身高和體重的參數后的人體縮放模型。我們再Matlab軟件中按照標準的參數值縮放模型之后得到標準的人體縮放模型，后期的變換參數的人體模型，需要根據具體的身高、體重參數共同縮放來獲取新的人體縮放模型。分別在標準的人體模型和縮放模型的貝茲曲面的U向和V向取五十個點，共計兩千五百個點，比較兩種模型的誤差得到其精度，我們用 SSE和R-square來反映模型的精度。通過 1.2的比例為例子進行分析。按照人體建模縮放比例為1.2的方式，比較從縮放比例0.6到1.8之間的模型精度，如表1所示。

通過表格分析比較和模型的展示我們可以看出，隨著縮放比例增大或者縮小，模型的精度也會隨著降低，縮放比例控制在0.8-1.4之間，這樣的模型精度才能基本達到使用的滿意度。

5　結束語

對于三維虛擬試衣系統中人體縮放模式的研究已經有了初步的認識，但是還是不夠深入，模型未建立，還有很大的提升空間。

參考文獻：

［1］劉軍，李重，胡覺亮. 基于特征匹配的三維試衣效果［J］. 紡織學報，2009（01）: 35-38.

［2］金國英，羅戎蕾. 虛擬試衣系統技術構架研究［J］. 絲綢，2013（09）: 17-21.

（責任編輯：吳湘銀）

中圖分類號：TU205

文獻標識碼：A

doi:10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.073

文章編號：1672–7304（2016）01–0157–02

作者簡介：陳鳳琴（1979-），女，江西宜春人，講師，碩士，研究方向：計算機科學與應用。

3D virtual fitting system of human body scale accuracy analysis of the model

CHEN Feng-qin
（Jiangxi institute of fashion technology ，Nanchang Jiangxi 330201）

Abstract:With the development of science and technology， two-dimensional plane fitting system cannot meet the demand of modern people's life and work， thus developed a 3 d virtual fitting system. Starting from the 3 d virtual fitting system and two conceptualization of the human body scale model， according to the principle of application to explore， to promote the development of 3 d virtual fitting system model in China.

Key words:3D virtual； The fitting system； The human body scale model； Precision analysis