3D掃描，AR技術在線上鞋類選擇上的應用

鐘一帆　李振興

摘 要：在經濟發展迅速的今天，人們對服飾的要求越來越高，鞋子更是在近年成為了大眾最關注的方面之一。針對現有的技術，闡述實現的過程與可能存在的問題，對未來移動終端可以為線上進行3D掃描以及運用AR技術幫助人們找到適合自己的鞋的方法做出設想。

關鍵詞：3D掃描;AR技術;線上試穿

在當今社會，移動互聯網迅速發展，基于3D掃描和AR技術的使用人群的日益增多，使用門檻越來越低等特點。使人們應用他們的處所愈來愈多，愈來愈廣。但是問題也隨之而來，通過對本校學生的調查發現，在網上選鞋和買鞋這方面出現了很大的問題，造成了諸多不便，如找到或買到的鞋不合自己的腳型等等問題，為了解決這類問題我們想到了以下方法。在移動終端上運用3D掃描和AR三項技術的結合來幫助人們選到合適的鞋子。

一、3D 掃描技術

3D掃描是集光、電和計算機技術于一體的全新技術，主要用于對物體空間形狀和布局及色采舉行掃描，以取得物體概況的空間坐標，它可以將掃描物體的模子信息快速轉換為能由計算機處置的數據，從而到達實物的數據化。

（1）接觸式測量。接觸式三維掃描儀通過探頭來接觸物體，挪動探針多點丈量。這一種方法測量的精度非常高，能夠達到1微米，并且不會因為物體色彩、能否反射光線等屬性影響。但由于其測量室會接觸被測物體表面，所以會有一定的損傷。

（2）非接觸式測量。非接觸式測量采用光學掃描探頭投射至物體，采集反饋信息。該方法可排除接觸測量而導致的一些受力干擾，可以測量一些難以接觸的物體，加以計算機識別，采集速度相對較快，但相對而言精度不算太高。

二、AR技術

AR技術是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的技術，它利用科技對人類的視覺進行補充，這種技術的目標是使用戶可以更加方便的工作和生活。它通過設備將虛擬的信息或者圖像投影到現實世界中，使兩者重疊并在設備中顯示出來。

（1）特征提取。特征提取是信息檢索中的一個觀念。特征就是有它自己特色的圖像區域，該區域具備易于計算機識別的的獨特性。計算機處理的時候只會運用到數字，而不是原本的一張圖像，為了使計算機能夠以自己的方式讀取”圖像，如何從圖像中提取相應的數據或信息，得到圖像的計算機理解方式，如數字、符號等。這便是特征提取，而提取出來的這些數據便是特征。有了這些數據來使得計算機能發揮自己的功能去處理圖像，從而使計算機具有識別圖像的功能。

（2）特征匹配。①暴力（Brute-Force）匹配：一種描述符匹配算法，該方法會比較兩個描述符，并產生匹配結果列表，第一個描述符的所有特征都拿來和第二個進行比較。②FLANN匹配：FLANN具有一種內部機制，該機制可以按照數據本身挑選適合的算法來解決目標數據集，FLANN相對于其他的匹配機制而言快了將近10倍。

三、線上試鞋

信息時代以來，多媒體技術和網絡技術發展迅速，得益于此，人們追求著更方便，更高效的生活方式。目前，正在興起的“互聯網+”是信息時代的必然產物，線上試鞋系統是3D掃描技術與AR的巧妙結合，它是以網絡為平臺，兼備數據的處理與計算，從而為客戶端提供多重選擇方案并且分析利弊，讓用戶了解事物發展的方向與選擇最佳方案，彌補了網絡購物虛擬性帶來的不便，為消費者提供了一種全新的購物體驗。線上試鞋體系首要體現在如下三個方面。

（1）便捷，可觀性強。消費者只需要選擇想要嘗試的鞋款，然后打開相機對準自己的腳部，系統自動生成一個虛擬模型疊加在顧客的腳上，從而向顧客展示動態穿衣效果。

（2）滿足消費者好奇心理。消費者對消費體驗升級的需求越來越強烈。有些看起來遙不可及的鞋款，可以通過這項技術來實現試穿。

（3）個性化。私人定制一直以來是一個時代發展潮流，通過3D掃描技術對消費者腳部的掃描，系統會生成一個消費者腳部的模型，再通過系統內部各個鞋類模型的匹配，推薦出最合適的鞋款。

四、基于AR與3D建模技術的線上試鞋系統

（1）場景融合過程。首先攝像頭或傳感器采集真實場景的對象，傳入后臺處理器單元并對其進行分析重構，實現坐標系的對齊以及進行虛擬場景融合，R是實現中捕捉的圖片位置，視頻是從線上實時獲取的，通常記為t（表示在時間t獲得的視頻圖像），而需要得到的是R在t中的幾何姿態（通常包括三維旋轉和平移），記為P。基于控制點的方法通過控制點匹配的方法來計算P。控制點法的基本出發點在于使用圖像中特別的點（通常是角點）來建立模板R和視頻圖像t的之間的映射，通過該映射建立方程組，然后求解出姿態P。終究體系融會后的信息會及時表現在顯示器中。如今，幾乎所有智能手機都可滿足AR技術所需的所有硬件要求。

（2）存在問題。以AR與3D掃描技術為基礎的線上試鞋系統，雖然能夠給與消費者一些全新而又便捷的體驗，但相應的也有一些問題。AR技術近年來呈現興起的狀態，但由于軟硬件支持力度不夠大，這款線上試鞋系統僅處于概念開發狀態，并且問題存在于以下兩個方面。①難普及。精準的3D建模技術要求使用更高級3D掃描設備，而手機的掃描僅僅只能建立出一個精準度不高的模型。②除了視覺沒有來自其他感覺的反饋。在線下購物的時候，人們往往會因為鞋子所反饋的舒適度來激發出自己的購買欲，而AR技術提供的只是一個觀感上的體驗，并且精度不高的3D掃描匹配后的結果也只是一個理論上的建議，無法保證消費者在各方面影響下的正常感受。

五、結語

AR的再度興起必然會帶來更多方便人們生活的技術，并且在3D掃描技術高速發展的今天，將兩個技術相結合，必定是符合當今信息世界發展的方向。在趕上這個時代提供的機會的今天，在經濟與科技的支持下，未來的線上服務技術必然會更加精準、可靠、快速。

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