基于三维虚拟试衣系统的人体缩放模型精度研究

陈凤琴（江西服装学院服装商贸分院，江西 南昌 330201）



基于三维虚拟试衣系统的人体缩放模型精度研究

陈凤琴
（江西服装学院服装商贸分院，江西 南昌 330201）

摘 要：随着科学技术不断发展，二维平面试衣系统已经不能满足现代人们的生活和工作需求，由此开发了三维虚拟试衣系统。本文从三维虚拟试衣系统和人体缩放模型两个概念化入手，根据应用原理进行探索，以促进我国三维虚拟试衣系统模型的发展。

关键词：三维虚拟；试衣系统；人体缩放模型；精度分析

目前我国三维服装CAD是以计算机扫描仪为基础进行的，它是先通过扫描仪扫描得到人体参数，根据数据建立虚拟人体模型，整个环节复杂且繁琐，已经不能顺应时代的潮流。在我国电商市场日益发展的今天，B2C的商业模式已经对三维试衣系统提出了新的要求，三维虚拟试衣系统不能适应我国迅速发展的电商需求［1］，针对三维虚拟试衣系统中人体缩放模型的精度分析研究已经势在必行。

1　三维虚拟试衣系统技术

三维虚拟试衣系统是一个新型的概念，是电商时代的一个产物。三维试衣过程较为复杂，技术要求较多，主要分为以下三个方面。

（1）利用三维技术将现实衣物分析成为一个电脑模型，组成一个虚拟服装效果，但是由于服装的质地柔软，服装通过三维技术输入电脑后容易变形的，这成为三维虚拟试衣空间发展的一个难题，目前，国外先进技术经验已经逐步解决了这个难题。

（2）利用三维技术搭建一个人体三维模型。除了利用到三维技术之外，对于人的能动性结构也需要进行技术输入，要进行有针对性、有区别性的三维人体模型搭建，这成为三维虚拟试衣系统的第二个难题。

（3）在虚拟服装的易变性情况下，与三维人体模型进行结合后，软件系统很难控制虚拟服装发生的各种扭曲变形，不能展现真实的人物试穿效果，这是三维虚拟试衣系统的难点中的难点。

2　人体缩放模型使用原理

人体缩放模型是三维虚拟试衣系统中的一项技术，指通过现代化的信息技术构建出立体化的虚拟人体模型，而且此模型可以根据各个国家、地区、种族人体结构的不同进行缩放变形，其中人体缩放模型精度性是研发的重点。三维虚拟试衣系统中人体缩放模型就是利用这种曲线进行模拟，在计算机中形成人体模型，与服装虚拟模型进行组合，最终达到试衣的效果。贝兹曲线是依据四个位置任意的点坐标绘制出的一条光滑曲线［2］。通常，阶的贝兹曲线，即双阶贝兹曲线之间的插值，是根据三维虚拟试衣系统中人体缩放模型的具体需要参数来进行取值。

3　人体缩放模型建模分析

用于三维试衣系统中的人体建模常用的软件有3DMAX、Maya、Matlab等，3DMAX在人体建模上运用较多，系统对贝兹曲线或曲面的调节变化效果最好，但是由于3DMAX软件公司对自己的保护，有许多功能不能正常使用，因此贝兹曲面的操作不方便。所以我们使用矩阵运算能力出色的 Matlab软件来建立人体模型进行分析与研究。

3.1人体身高缩放模型建模步骤

先用标准模型分层取样，得到贝兹曲线值。对于取样的层次依据人体曲面变化特征选取，根据快慢的变化疏密取样。依据人体身高的比例，取得缩放的尺寸值。然后调节新的人体特征点重新建立贝兹曲面，获得取样者的人体模型，（如图1所示）。

3.2人体体重缩放模型建模步骤

人体的体重是区分人体型胖瘦的重要依据，所以人体体重缩放模型建模是比较重要的一个环节。针对标准模型按V向分层取样，得到贝兹曲线，再对人体截面曲线进行值分析，获得准确的尺寸缩放的特征节点。按相关公式得到特征节点的切向量，再按公式求法向量。再根据人体体重比例得到贝兹曲面缩放量。依据新数值的调节伸展特征节点，重新建立贝兹曲面，（如图2所示）。

3.3人体腰围缩放模型建模步骤

关于腰围的缩放建模是非常重要的，因为人们在选购服装时十分关注腰围的形态，但腰围的缩放变化指是局部的缩放，运用Matlab软件只需要局部的重建，快速的可以完成腰围建模。先用标准模型分层取样，得到贝兹曲线值。对于取样的层次依据人体曲面变化特征选取，根据快慢的变化疏密取样。对人体截面曲线进行值分析，获得准确的尺寸缩放的特征节点。按相关公式得到特征节点的切向量，再求法向量。再根据人体腰围比例得到贝兹曲面缩放量。依据新数值的调节伸展特征节点，重新建立贝兹曲面（如图3所示）。

图1　身高缩放模型比较

图2　体重缩放模型比较

图3　腰围缩放模型比较

4　人体缩放模型精度分析

在Matlab软件人体缩放建模中，人体模型在进行长度和宽度的缩放后，模型很容易失真，无法准确得到我们变换身高和体重的参数后的人体缩放模型。我们再Matlab软件中按照标准的参数值缩放模型之后得到标准的人体缩放模型，后期的变换参数的人体模型，需要根据具体的身高、体重参数共同缩放来获取新的人体缩放模型。分别在标准的人体模型和缩放模型的贝兹曲面的U向和V向取五十个点，共计两千五百个点，比较两种模型的误差得到其精度，我们用 SSE和R-square来反映模型的精度。通过 1.2的比例为例子进行分析。按照人体建模缩放比例为1.2的方式，比较从缩放比例0.6到1.8之间的模型精度，如表1所示。

通过表格分析比较和模型的展示我们可以看出，随着缩放比例增大或者缩小，模型的精度也会随着降低，缩放比例控制在0.8-1.4之间，这样的模型精度才能基本达到使用的满意度。

5　结束语

对于三维虚拟试衣系统中人体缩放模式的研究已经有了初步的认识，但是还是不够深入，模型未建立，还有很大的提升空间。

参考文献：

［1］刘军，李重，胡觉亮. 基于特征匹配的三维试衣效果［J］. 纺织学报，2009（01）: 35-38.

［2］金国英，罗戎蕾. 虚拟试衣系统技术构架研究［J］. 丝绸，2013（09）: 17-21.

（责任编辑：吴湘银）

中图分类号：TU205

文献标识码：A

doi:10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.073

文章编号：1672–7304（2016）01–0157–02

作者简介：陈凤琴（1979-），女，江西宜春人，讲师，硕士，研究方向：计算机科学与应用。

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