基于VR的发型设计

杨霜红，桑海伟，陈 海，何俊伶，何儒洋，王乾花

（1.贵州师范学院 数学与计算机科学学院，贵州 贵阳 550018；2.贵州师范学院 大数据科学与智能工程研究院，贵州 贵阳 550018）

0 引 言

随着现代信息技术的高速发展，21世纪，虚拟现实技术作为一门科学技术发展会慢慢走向稳定，人类已经实现了许多不可能实现的梦想，虚拟现实技术（VR技术）时代已经来临，目前虚拟技术在生活中随处可见，比如3D电影、游戏、潜水、密室逃离等。这种VR仿真技术能够帮助人们实现体验虚拟世界的梦想，VR技术已在各行各业中得到广泛的应用。

目前市面上有很多发型设计软件，但都是2D静态图片形式，无法真实反映出发型的动态效果，不能从根本上打消消费者的顾虑。同时，可选的款式和颜色等都已经作了限制无法更改，展示不出消费者自己最想要的设计效果。显然，现有技术中这种发型推荐的“死板”和沟通时间相对较长已经不能满足广大美发师和消费者的需要。基于VR的发型设计可以根据用户脸型自动匹配合适的发型，并实时“戴”在头上，紧密贴合，打消了消费者的顾虑，最大程度反映出真实的发型动态效果。

1 系统结构的设计

本系统主要由控制单元、网络单元、播放单元以及人体3D信息采集单元构成。其中控制单元是系统的核心，实现对信息的运算、处理；网络单元是控制单元和播放单元之间的桥梁；播放单元采用人机界面，可以展现用户选择相应发型后的直观效果；3D信息采集单元进行人体信息采集，所采集的信息经处理后在播放单元显示。系统流程如图1所示。

图1 系统流程图

2 发型设计的基本单元

2.1 人体3D信息采集单元

人体3D信息采集单元主要通过3D扫描仪采集人体信息。采用Sense 3D扫描仪对人体信息进行抓取，通过拍摄高清晰度的彩色照片，融合几何和光度立体恢复技术，微调捕捉的高分辨率三维彩色图像。通过转动3D扫描仪对人进行不同角度的扫描，提取出人的五官特征以及其他特征信息，产生一组序列图像。为了保留人的真实特征，每次3D扫描仪旋转较小角度，拍摄好照片后，应用软件将原始图像数据处理成3D模型文件，并可以修改和润色。

2.2 网络单元

网络单元是整个系统的信息枢纽，进行系统信息数据的传输。客户端通过TCP/IP协议与服务器进行数据交互服务器通过UART通信控制M0（显示设备，输入设备，检测设备）进行指定的动作等。网络单元示意图如图2所示。

2.3 控制单元

通过采用以计算机技术为核心的现代高科技手段生成虚拟环境，采用交错显示模式、画面交换、画面同步倍频的原理将3D模型立体显示在此虚拟环境中。借助特殊的输入/输出设备，与虚拟世界中的物体进行自然交互，通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受。

图2 网络单元示意图

控制单元是系统的核心部分，它的作用是完成高运算量图形处理以及协调系统中各种设备的工作。为保证系统的运行速度和提高用户体验，采用64位操作系统，12 GB内存。在基于unity 3D的系统平台，使用C#语言完成场景交互设计及控制功能实现。控制单元示意图如图3所示。

图3 控制单元示意图

2.4 播放单元

播放单元包括高级可视化交互式播放平台、视频和控制系统。主要将产生的画面投影到一个弧形甚至球形屏幕上，利用凸透镜放大人眼看到的即时图像范围，与一个良好的三通道环幕投影系统产生的效果类似，大大降低了人眼被干扰的可能性，从而产生立体以及沉浸的效果。

3 结 语

本文通过介绍基于VR技术的发型设计及其基本组成单元，对VR发型设计工作各部件的功能和作用进行了介绍，使客户能够方便、快捷、全面了解产品部件问题，使消费者在改变发型之前看到发型设计之后的效果，打消消费者的消费顾虑，在为消费者提供更好的服务的同时提高了消费者的满意度。

[1]褚晶莹. 基于UNITY3D技术的VR展台的设计与实现[D].长春：吉林大学，2016.

[2]曹华. 基于VR的全景漫游技术在产品推介展示设计中的应用研究[D].贵阳：贵州大学，2016.

[3]田禹. 基于虚拟现实（VR）的体验式新闻设计研究[D].北京：中央美术学院，2016.

[4]陈永彬. 基于VR的航天发射视景仿真系统设计与实现[J]. 计算机测量与控制，2008，16（12）：1903-1906.

[5]李欣. 基于VR的数字校园系统的设计与实现[J]. 浙江师范大学学报（自然科学版），2003（3）：42-46.

[6]周杰.基于VR技术的某型鱼雷虚拟训练系统的设计与实现[J].物联网技术，2017，（6）：36-39.

[7]陈博，付蔚，薛震，等.智能家居虚拟场景设计与实现[J].物联网技术，2014，4（3）：66-69.

[8]葛恒洲，沙强.基于VR技术的个性化家具设计[J].艺术与设计（理论），2011（12）：127-128.