基于二维衣片反求服装曲面方法研究

以服装立体裁剪所获得服装衣片结构线二维数据与人体模型特征线三维数据为基础,依据按已知条件构造可展面理论,研究在定长映射下服装衣片与服装曲面之间转换的几何学方法,进而实现服装曲面二维向三维的变换.     

基于款式设计的虚拟三维服装真实感效果模拟

介绍了由服装的二维款式设计研究三维款式真实感效果显示的步骤,并对人台参数化建模、服装的变空隙量模型等技术进行实践,提出了一种实现三维着装效果显示方法,为款式设计提供直观帮助.通过二维款式平面图到三维图形的映射得到可控的三维服装,通过精确可靠的三维数据模拟三维款式效果.在三维服装上添加全局纹理映射和多重纹理映射以及褶皱效果,增强服装设计可视化效果.     

三维虚拟服装缝合技术研究

讨论三维计算机辅助服装设计系统中二维衣片转换为三维服装的有关技术问题。针对实现三维场景中服装的缝制及再现服装穿着的真实效果进行了深入研究。对于二维服装衣片的离散问题，提出基于正则栅格法思想的四边域网格剖分算法，界定了对位缝合和褶皱缝合的新概念，通过相应的边界调整方案解决了复杂服装的缝制问题；在缝合模拟过程中，分析衣片缝合前后缝合力的作用，并给出不同阶段的约束处理方法；最后针对服装同人模之间的碰撞，提出一个基于层次剖分法、融合包围盒检测技术特点有碰撞检测加速算法。这些技术均在三维虚拟服装缝制模拟系统中得以验证。     

基于扫描测量的三维人体模型

三维服装CAD设计、虚拟试穿、服装立体裁剪的出现和不断发展,为服装设计和营销提供了新的技术手段,三维人体模型是该技术的基础和关键。这里通过对扫描获取的VRML格式的人体模型数据文件进行解析,使用Java3D技术建立三维人体模型。该方法基于三维扫描测量,满足了服装对人体模型精度的要求,同时高效地支持模型的可视化,通过进一步利用JAVA语言的强大功能,可以实现复杂的三维应用程序。     

基于二维点云图的三维人体建模方法

近年来基于二维图像的三维建模方法取得了快速发展,但就人体建模而言,由于摄像头采集到的二维人体图像包含衣物、发丝等大量的纹理信息,而像虚拟试衣等相关应用需要将人体表面的衣物褶皱等纹理信息去除,同时考虑到裸体数据采集侵犯了用户的隐私,因此提出一种基于二维点云图像到三维人体模型的新型建模方法。与摄像机等辅助设备进行二维图片数据集的采集不同,该算法的输入是由三维人体点云模型以顶点模式绘制的二维点云渲染图。主要工作是建立一个由二维点云图和相应的人体黑白二值图构成的数据集,并训练一个由前者生成后者的生成对抗网络模型。该模型将二维点云图转化为相应的黑白二值图。将该二值图输入一个训练好的卷积神经网络,用于评估二维图像到三维人体模型构建的效果。考虑到由不完整三维点云数据重建完整的三维人体网格模型是一个具有挑战性的问题,因此通过模拟二维点云的破损和残缺状态,使得算法能够处理不完整的二维点云图。大量的实验结果表明,该方法重建出的三维人体模型能够有效实现视觉上的真实感,为了对重建后的精度进行定量的分析,选取了人体特征中具有代表性的腰围特征作为误差评估;为了增加三维人体模型库中人体形态的多样性,还引入一种便捷的三维人体模型数据增强技术。实验结果表明,该算法只需要输入一张二维点云图像,就能快速创建出相应的数字化人体模型。     

基于衣片网格局部变形的服装多样性研究

针对服装建模过程中,需要反复修改衣片来获得令人满意的虚拟服装模型以及计算复杂度高的问题,提出一种基于多控制点的衣片网格局部变形方法.该方法首先建立衣片网格模型,然后利用OpenGL的选择模式移动服装关键点,进而得到边界控制点,利用控制点对衣片网格模型进行局部变形,最后对衣片建立受力模型,通过虚拟缝合、碰撞检测以及纹理映射建立三维服装模型,展现服装整体效果,得到多样的服装模型.实验结果表明,由于在算法中不需要重新网络化,故具有较低的计算代价,同时也使得到的服装模型更加多样化.     

一种二维工程图向三维模型的尺寸映射算法

针对当前制造型企业内部存在二维工程图和三维CAD模型之间的数据共享问题,提出一种基于图匹配的二维工程图向三维CAD模型的尺寸映射算法,将二维工程图中的尺寸信息直接映射到对应的三维CAD模型上。首先将三维模型进行投影得到投影视图,然后将投影视图和二维工程图转化为一种空间关系图,对两个空间关系图进行图匹配,找出图元间的映射关系,并且利用工程图中尺寸标注的特点对算法进行改进,提高算法效率和可靠性。实验结果表明,该算法可以很好的实现二维工程图向三维CAD模型的尺寸映射。     

适于网络试穿的快速三维服装仿真方法

三维服装仿真技术是虚拟试衣的核心,目前三维服装仿真常用有限元技术来实现,该方法仿真花费的时间较长不能满足网络试衣的要求。提出了一种基于服装裁剪分片技术的三维服装仿真方法,该方法参考服装设计知识将待仿真服装划分为若干衣片,然后用贝塞尔曲面分别模拟这些衣片,最后利用纹理映射技术把服装布料的图案映射到相应的衣片,得到服装三维仿真模型。实验表明利用该方法得到的三维服装模型能够把服装的基本试穿效果展示出来,而且所需的时间很短,可以满足在线试穿的要求。     

变形图驱动的人体与脸部网格模板拟合系统

为了建立统一的人体模型数据库/人脸模型数据库,实现了一个用标准三维人体/人脸网格模型拟合扫描数据的系统.该系统为人体模型构建特征点候选区域,用马尔可夫网络对候选区域进行概率预测得到人体特征点的位置;对于人脸模型,采用基于回归树的算法在多幅不同角度的人脸图像上分别检测其二维特征点,融合得到准确的三维特征点位置;得到特征点后,使用相似变换对标准模板和扫描模型的位置朝向以及尺度进行统一;通过特征点引导的变形图算法对标准模板和扫描模型的形状和姿态进行粗配准;最后使用基于稠密点对应的顶点仿射变换拟合得到变形后的标准模板.对CAESAR数据集中的人体模型以及扫描得到的人体和人脸模型均进行了拟合,实验结果表明,该系统能够精确地捕捉扫描数据的几何形状.     

采用交互式缝合设置的三维服装模拟技术

目前, 国内外对于三维服装试衣技术的研究已逐渐深入, 但对于其中的关键步骤——服装衣片缝合信息的设置, 却少有成果. 服装的三维效果是通过缝合位于人体前后的二维衣片产生的, 精确及便捷的缝合设置是实现良好模拟效果的重要步骤之一. 在研究现有的三维虚拟试衣技术的基础上, 提出了缝合信息设定的方法流程, 并实现了交互式缝合设置过程. 在导入二维CAD衣片文件后, 经过交互式设置设定各衣片间的对应缝合边, 并以文件形式保存相关信息, 在试衣阶段通过导入该信息在对应衣片网格顶点间施加缝合力. 经实验, 通过该方法     

三维人体及服装建模方法分析与实现

本文在对各种三维建模技术进行了分析的基础上，提出了一套建立三维人体及服装模型的方法。运用Matlab进行了方法的具体实现，提高了建模效率和模型的可控性，为实现三维服装款式智能设计奠定基础。     

2D/3D Isometric Transformation Using Spring-Mass System

２Ｄ／３ＤＩｓｏｍｅｔｒｉｃＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎＵｓｉｎｇＳｐｒｉｎｇ＿ＭａｓＳｙｓｔｅｍＦａｎＪｉｎ１ＭａｔｈｅｗＭ．Ｆ．Ｙｕｅｎ２ＱｉｆｕＷａｎｇ１ＺｈｏｕＪｉ１１ＴｈｅＣＡＤＣｅｎｔｅｒｏｆＴｈｅＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｖｉｅｒｓｉｔｙｏｆ...     

三维服装仿真中的"服装-人体"快速冲突检测及响应算法

维胆装仿真可以为三维人体动画生成逼真的服装动态效果，但其中的冲突检测与仿真计算的时间复杂度太高，其实用性一直受到很大限制．提出了一种快速的“服装-人体”冲突检测友响应算法，在人体运动状态下，快速检测服装与人体之间的位置冲突，其时间复杂度仅为O（n）（n为服装模型上的顶点数目）．在此基础上，提出一种合理有效的冲突响应机制，并实现快速稳定的三维服装仿真，取得了真实的仿真结果．     

Reference consistent reconstruction of 3D cloth surface

We propose a multiview method for reconstructing a folded cloth surface on which regularly-textured color patches are printed. These patches provide not only easy pixel-correspondence between multiviews but also the following two new functions. (1) Error recovery: errors in 3D surface reconstruction (e.g. errors in occlusion boundaries and shaded regions) can be recovered based on the spatio-temporal consistency of the patches. (2) Single-view hole filling: patches that are visible only from a single view can be extrapolated from the reconstructed ones based on the regularity of the patches. Using these functions for improving 3D reconstruction also produces the patch configuration on the reconstructed surface, showing how the cloth is deformed from its reference shape. Experimental results demonstrate the above improvements and the accurate patch configurations produced by our method.     

Feature based 3D garment design through 2D sketches

This paper presents a new approach for intuitively modeling a three-dimensional (3D) garment around a 3D human model by two-dimensional (2D) sketches input. Our approach is feature based—every human model has pre-defined features, and the constructed garments are related to the features on human models. Firstly, a feature template for creating a customized 3D garment is defined according to the features on a human model; secondly, the profiles of the 3D garment are specified through 2D sketches; finally, a smooth mesh surface interpolating the specified profiles is constructed by a modified variational subdivision scheme. The resulting mesh surface can be cut and flattened into 2D patterns to be manufactured. Our approach provides a 3D design tool to create garment patterns directly in the 3D space through 2D strokes, which is a characteristic not available in other computer aided garment design systems. The constructed garment patterns are related to the features on a human model, so the patterns can be regenerated automatically when creating the same style of garment for other human models. Our technique can greatly improve the efficiency and the quality of pattern making in the garment industry.     

PCA-based 3D shape reconstruction of human foot using multiple viewpoint cameras

This paper describes a multiple camera-based method to reconstruct the 3D shape of a human foot. From a foot database, an initial 3D model of the foot represented by a cloud of points is built. The shape parameters, which can characterize more than 92% of a foot, are defined by using the principal component analysis method. Then, using ＂active shape models＂, the initial 3D model is adapted to the real foot captured in multiple images by applying some constraints （edge points＇ distance and color variance）. We insist here on the experiment part where we demonstrate the efficiency of the proposed method on a plastic foot model, and also on real human feet with various shapes. We propose and compare different ways of texturing the foot which is needed for reconstruction. We present an experiment performed on the plastic foot model and on human feet and propose two different ways to improve the final 3D shapers accuracy according to the previous experiments＇ results. The first improvement proposed is the densification of the cloud of points used to represent the initial model and the foot database. The second improvement concerns the projected patterns used to texture the foot. We conclude by showing the obtained results for a human foot with the average computed shape error being only 1.06 mm.     

基于力反馈技术的三维模型表面绘制技术研究

本文将力反馈技术引入虚拟绘制过程中,提出一种基于力反馈技术的三维模型表面绘制方法。首先分析毛笔在三维绘制过程中的受力和变形,采用弹簧-振子模型建立三维毛笔模型;然后由毛笔碰撞变形后的最小包围球找出碰撞相关点,计算碰撞相关点的平均法矢确定投影平面,通过计算毛笔的变形得出在投影平面上的笔触,将该笔触投影到三维模型表面,同时控制毛笔的受力和运笔路径叠加笔触获得具有特定书法效果的三维笔道;最后介绍了仿真系统,使用Phantom Desktop力反馈设备在该系统中实现了三维模型表面的绘制。仿真结果表明,该方法再现了三维模型表面绘制的力觉控制过程,增强了绘制过程中的真实感。     

三维曲面展开算法在玩具设计中的应用

在传统的玩具设计中，布绒玩具的设计是一个复杂过程。文中提出两个算法：三维表面区域搜索算法和三维曲面展开算法并应用于玩具设计。在三维玩具CAD模型的基础上，该方法将三维的玩具表面自动展开为二维的裁片。运用该方法，用户可以容易地交互操作进行玩具表面切割线的设计，同时可以设置纹理，从而大大减少了玩具的设计与制作时间，降低成本。     

基于投影图像 SURF 特征提取的三维模型配准

针对传统三维模型配准方法存在对点云初始位置有一定要求、模型配准的精度有 时不高等问题,提出了一种基于三维模型投影图像 SURF 特征提取的三维模型配准方法。首先 通过扫描三维模型数据确定投影图像的范围,判断每个投影图像像素所隶属的模型网格,并求 解从投影图像到纹理图像的映射关系,从而获取二维投影图像;然后对这两幅投影图像分别进 行 SURF 特征点的选取与特征值的计算,并按 SURF 特征值进行特征匹配,再根据投影图像像 素点与三维网格端点的映射关系计算三维特征点对;最后通过匹配的特征点对求取模型变换矩 阵完成三维模型的配准。实验结果表明,该方法在配准时间变化不大的前提下,有效提高了配 准精度,并具有较好的鲁棒性。