数字人体与服装模型的信息提取及处理研究

论文摘要

随着三维服装建模技术的长足进步和虚拟现实技术的迅速发展,三维服装CAD作为一种新兴的服装设计模式,已经开始得到广泛的应用。目前,服装CAD系统涵盖了服装款式设计,样板设计、工业设计、面料花型设计以及成衣效果展示等产品设计阶段的各个环节。本文根据三维服装CAD的设计特点,开展了对数字人体与服装模型的信息提取及处理技术研究,为三维数字服装的造型、三维数字服装的款式设计、三维数字服装的外形多样化等实现过程提供了理论基础。论文在三维服装CAD理论的基础上,利用计算机图形学等相关技术,对三角网格任意两点近似最短路径、交互分割以及参数化方法进行研究,实现数字人体与服装尺寸提取和贴体衣片设计等效果,具体研究如下:(1)分析了三维数字服装编辑研究的研究现状和发展趋势,并指出其重要的研究意义和广泛的应用前景。(2)对三维服装CAD和虚拟服装试衣系统中常用的拾取操作进行研究,运用判断射线与平面相交情况的针刺求交法对三角网格模型的三维数据进行了交互拾取,方便、快捷的得到相应拾取信息。(3)提出一种基于近似最短路径的人体尺寸测量和提取方法:首先定义一个切割平面并将其与网格求交,连接交点得到网格表面上的初始路径;在此基础上,对矫正路径算法做了改进,设计一种利用截面求交来定义矫正位置从而得到近似最短路径的算法。最后将该算法应用到三维人体模型的尺寸提取,获取重要尺寸信息。(4)给出了一种基于特征线的交互式分割方法。该方法首先采用面积夹角加权的顶点法矢公式及三角片质心权值求取每个三角网格顶点的离散曲率,将主方向上主曲率为极值的点标记为特征点并检测出谷点与脊点,通过分组沿网格边连接成特征线;在此基础上,对网格特征区域进行种子填充,有效地将任意拓扑的服装网格模型分割为有限个与盘形拓扑同胚的区域。(5)提出了一种改进的网格均匀面积参数化算法,该算法将顶点变形量表示形式推广至一般形式,以计算参数域内部点。在交互分割算法的基础上,通过三维交互手段选取三维人体片段,然后将三维人体片段通过均匀面积参数化展开成二维衣片,随后将二维衣片输出,以符合三维CAD服装设计系统所需轮廓的三维衣片。论文最后总结了本课题的工作,并对课题的进一步研究方向做了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章.绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外服装CAD 研究现状
• 1.3 服装CAD 的发展趋势与应用
• 1.4 相关算法研究现状
• 1.5 本文的工作
• 1.5.1 主要研究内容和成果
• 1.5.2 论文的组织结构
• 第二章.数字模型描述及其表面拾取方法
• 2.1 数字模型的描述方法
• 2.2 表面任意点的拾取
• 2.3 应用实例
• 2.4 本章小结
• 第三章.基于近似最短路径的三维人体尺寸提取
• 3.1 引言
• 3.2 初始路径的计算方法
• 3.3 近似最短路径的矫正
• 3.4 针对边点算法的改进
• 3.5 应用实例
• 3.6 本章小结
• 第四章.基于特征线的服装网格模型交互分割
• 4.1 引言
• 4.2 离散曲率估算方法
• 4.3 特征点的提取
• 4.4 特征线的自动生成
• 4.5 交互式分割方法
• 4.6 应用实例
• 4.7 本章小结
• 第五章.基于均匀面积参数化的贴体衣片设计
• 5.1 引言
• 5.2 均匀参数化方法介绍
• 5.3 算法的改进
• 5.4 应用实例
• 5.5 本章小结
• 第六章.结论与展望
• 6.1 研究工作总结
• 6.2 进一步展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间研究成果