论文部分内容阅读
随着B2C及网络购物的日益普及,人们对网上购买衣物提出的需求,虚拟试衣的效果亟待提高。在线服装个性化定制生产和网络虚拟试衣目前最大的瓶颈在于如何实时化建立符合用户体型的三维人体模型,而人体建模方法的优劣直接影响到后续处理的难度和最终的展示效果,因此,参数化三维人体建模这一问题的解决便成为这些应用能够普及的重中之重。目前大多数的人体建模方法不同程度地存在数据存储空间大、对设备和场地需求过高、真实感不强等问题。基于以上原因,本文以虚拟试衣为目标,研究了参数化三维人体建模方法,提出并实现了一个实时的参数化三维人体建模系统。该系统使用人体测量学、解剖学原理,结合反映人体造型特征的点与线的分布,定义了一组对人体拓扑结构可加以控制的特征点和特征尺寸。与其他参数化建模方法相比,我们不仅定义了胸围、腰围、臀围、身高等主要控制参数,还引入乳间距、乳高、臀厚等辅助控制参数,使得系统重建的三维人体模型更加生动、逼真。本文根据应用场景的具体特点,即实时性和真实性兼具的要求,采用微软Kinect深度摄像头获得人体特征点与特征尺寸信息。在研究了人体部位各层截面轮廓造型的基础上,通过将特征点、特征长度与标准人体模板库相结合的方法获得人体表面型值点。在此基础上,本文尝试了两种方法实现三维人体表面重建:一是使用NURBS曲面拟合技术,其中探讨并解决了NURBS曲面控制点反求与曲面拼接等问题;二是将Zhang[1]提出的Zhang插值样条曲面创新性的用于人体表面建模中,该方法在控制网点的求取、曲面拼接、人体参数化变形与动画等方面对比NURBS曲面拟合方法有明显优势。最终完成的系统实现了与Kinect摄像头交互的接口,用户在kinect摄像头前做人体动作的同时,系统重建的三维人体模型会实时显示对应的人体动画;此外,本系统提供以交互方式修改人体参数以实现参数化人体建模的功能,用户在生成的初始人体的基础上可以修改定义的人体参数,实时性生成新的三维人体。最后的效果展示表明我们的系统具有建模效果逼真、参数化修改多样、人体动画流畅、实时性好的特点,为后续的三维虚拟试衣奠定了良好的基础。