[0030] 圖4 :三維人體模型的二維人體輪廓線(xiàn)
[0031] 圖5:二維服裝紙樣
[0032] 圖6 :二維服裝紙樣的縫合關(guān)系圖
[0033] 圖7 :二維服裝紙樣的三角網(wǎng)格化
[0034] 圖8 :二維服裝紙樣與人體輪廓線(xiàn)的位置對(duì)應(yīng)關(guān)系
[0035] 圖9 :三維服裝紙樣自動(dòng)擺放在人體模型周?chē)目臻g位置
[0036] 圖10 :縫合后的三維服裝模型
【具體實(shí)施方式】
[0037] 本實(shí)施例涉及一種三維服裝紙樣的空間位置自動(dòng)設(shè)置方法，它的總體步驟參見(jiàn)圖 1〇
[0038] 步驟1 :在計(jì)算機(jī)中讀入一個(gè)三維人體模型。三維人體模型可用三角形網(wǎng)格曲面 或四邊形網(wǎng)格曲面表示。圖2顯示的是一個(gè)用于服裝設(shè)計(jì)的全身人體模型。該專(zhuān)利涉及的 三維人體不僅包括全身人體，還包括各種用于服裝立體裁剪的2/3身或半身的人體模型。
[0039] 步驟2 :生成三維人體模型的特征點(diǎn)和特征線(xiàn)，并識(shí)別人體的各個(gè)部位。人體模型 的特征點(diǎn)包括頸、肩、肘、手、胸、腰、臀、襠、膝蓋、腳踝等。對(duì)于不同類(lèi)型的三維人體模型，其 特征點(diǎn)也有所不同。特征點(diǎn)的確定可采用兩種方法。一種是交互的方法，即通過(guò)鼠標(biāo)在三 維人體模型上點(diǎn)擊確定人體特征點(diǎn)的位置；另一種方法是自動(dòng)識(shí)別法，即通過(guò)三維人體模 型的特征自動(dòng)識(shí)別特征點(diǎn)。根據(jù)人體的特征點(diǎn)，可以將人體分為不同的部位，包括頭、頸、 上身、手和腿等。特征點(diǎn)和人體部位的識(shí)別采用文章Fradinho Oliveira, Dongliang Zhang, Bernhard Spanlang, Animating Scanned Human Models，Journal of WSCG 2003 (Ji)fcFradinho Oliveira, Dongliang Zhang, Bernhard Spanlang，掃描人體的動(dòng)畫(huà)， WSCG雜志，2003)中的方法。獲得人體的特征點(diǎn)后，生成人體的特征線(xiàn)。特征線(xiàn)包括中心線(xiàn)、 頸線(xiàn)、胸圍線(xiàn)，腰圍線(xiàn)和臀圍線(xiàn)等，如圖2所示。
[0040] 步驟3 :自動(dòng)生成三維人體模型各個(gè)部位的空間包圍圓錐面。如圖3所示，生成包 圍圓錐面的人體部位包括頸部、上身、手臂和腿。生成包圍圓錐面時(shí)，根據(jù)身體各部位的大 小，沿身體部位的主軸方向，計(jì)算出包裹該部位的最小圓錐面，并將它設(shè)置為該部位的包圍 圓錐面。為了在三維空間中顯示圓錐面，圓錐面采用三維網(wǎng)格表示。有時(shí)為了簡(jiǎn)化圓錐面， 一些身體部位的包圍圓錐面也可用圓柱面表示。
[0041] 步驟4:生成三維人體模型的二維人體輪廓線(xiàn)，包括左右前后四個(gè)面的輪廓線(xiàn)，見(jiàn) 圖4。二維人體輪廓線(xiàn)包括正面、后面、左面和右面的輪廓線(xiàn)。人體的輪廓線(xiàn)采用截面的方 法獲得。具體方法是，從頭頂?shù)侥_底依次用間隔很小的平面切割三維人體模型的各個(gè)部位， 得到平面與人體的相交截面，然后計(jì)算截面的前后左右的極值點(diǎn)坐標(biāo)，最后，將所有截面的 極值點(diǎn)連接，投影到二維平面中，獲得二維的人體輪廓線(xiàn)。顯示人體的二維輪廓線(xiàn)時(shí)，將左 面、正面、右面、后面的輪廓線(xiàn)依次按一定間隔顯示在二維平面中。
[0042] 步驟5 :讀入二維服裝紙樣。二維服裝紙樣的邊界是由直線(xiàn)與曲線(xiàn)組成的，如圖5 所示。二維服裝紙樣可以通過(guò)二維設(shè)計(jì)的方法直接設(shè)計(jì)得到，也可以是通過(guò)三維曲面展開(kāi) 的方法設(shè)計(jì)得到。曲面展開(kāi)的方法采用發(fā)明專(zhuān)利：一種基于立體裁剪的三維服裝造型與紙 樣設(shè)計(jì)方法，2011年，專(zhuān)利受理號(hào)：20110312749. 6中的方法。
[0043] 步驟6 :設(shè)置二維服裝紙樣的縫合信息，并將二維服裝紙樣進(jìn)行三角網(wǎng)格化。如圖 6所示，二維服裝紙樣的縫合信息用于標(biāo)明紙樣的哪些邊界是縫合在一起的。紙樣的縫合信 息設(shè)置用交互的方法實(shí)現(xiàn)。設(shè)置縫合信息后，對(duì)二維服裝紙樣進(jìn)行三角網(wǎng)格化，使二維服裝 紙樣變成二維網(wǎng)格面，如圖7所示。其目的是為了使二維服裝紙樣縫合后，形成三維的服裝 曲面。二維服裝紙樣三角網(wǎng)格化的方法參見(jiàn)文章Triangle:A two-dimensional quality mesh generator and Delauney triangulator. Jonathan Richard Shewchuk, University of California of Berkeley (三角形：一個(gè)高質(zhì)量的二維網(wǎng)格生成器和Delauney三角化 生成器，Jonathan Richard Shewchuk，加州大學(xué)伯克利分校）中的方法。
[0044] 步驟7 :將二維服裝紙樣移到二維人體輪廓線(xiàn)周?chē)暮线m位置，如圖8所示。在二 維平面中，用鼠標(biāo)等交互工具將二維服裝紙樣移到二維人體輪廓線(xiàn)周?chē)暮线m位置，其目 的是用三維人體模型在二維平面上的投影輪廓線(xiàn)代替三維人體模型確定二維服裝紙樣在 三維人體上的相對(duì)位置。例如，袖子是穿著手臂上的，因此在移動(dòng)袖子紙樣的時(shí)候，需要將 它放置到手臂輪廓線(xiàn)附近。
[0045] 步驟8 :計(jì)算二維服裝紙樣相關(guān)的人體部位。二維服裝紙樣相關(guān)的人體部位是通 過(guò)二維服裝紙樣與二維人體輪廓線(xiàn)的相對(duì)位置計(jì)算出來(lái)的。根據(jù)二維服裝紙樣的位置，可 以判斷二維服裝紙樣落在哪個(gè)視圖的輪廓線(xiàn)上，然后計(jì)算二維服裝紙樣與人體特征線(xiàn)和輪 廓線(xiàn)的相對(duì)位置，判斷二維服裝紙樣落在人體的哪個(gè)部位上。
[0046] 步驟9 :將二維服裝紙樣映射到三維人體模型各個(gè)部位的空間包圍圓 錐面上，獲得服裝紙樣在人體模型周?chē)目臻g位置，如圖9。采用文章Clemens Gro β , Arnulph Fuhrmann, Volker Luckas,Automatic pre-positioning of virtual clothing, Proceedings of the 19th spring conference on Computer graphic, 2003 (Clemens Gro P,Arnulph Fuhrmann, Volker Luckas，虛擬服裝的預(yù)定位，19 屆計(jì)算機(jī)圖形學(xué)春季會(huì)議論文集，2003)中的方法將二維服裝紙樣映射到人體部位的空間 包圍圓錐面上。采用該方法時(shí)，先將包圍圓錐面曲面展開(kāi)為平面網(wǎng)格，然后將展開(kāi)的圓錐面 網(wǎng)格放到二維平面中人體部位對(duì)應(yīng)的位置，接著判斷二維服裝紙樣網(wǎng)格的頂點(diǎn)落在哪個(gè)二 維圓錐面網(wǎng)格的三角形內(nèi)，最后計(jì)算網(wǎng)格頂點(diǎn)的重心坐標(biāo)。根據(jù)重心坐標(biāo)，就可以將二維 服裝紙樣映射到空間包圍圓錐面上，從而實(shí)現(xiàn)二維服裝紙樣網(wǎng)格在三維人體周?chē)臻g的放 置。在服裝縫合模擬時(shí)，根據(jù)二維服裝紙樣在人體周?chē)臻g中的位置，采用物理模型，在縫 合邊上施加拉力，就可以將二維服裝紙樣縫合為三維服裝模型，如圖10所示。
[0047] 該實(shí)施例利用人體輪廓線(xiàn)的信息，通過(guò)在二維平面中設(shè)置二維服裝紙樣位置的方 法實(shí)現(xiàn)二維服裝紙樣在三維人體周?chē)臻g位置的自動(dòng)擺放，為下一步的三維服裝的縫合模 擬做好準(zhǔn)備。該方法具有速度快、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種三維服裝紙樣的空間位置自動(dòng)設(shè)置方法，其特征在于包括下列步驟： 1) 讀入一個(gè)三維人體模型； 2) 生成三維人體模型的特征點(diǎn)和特征線(xiàn)，并識(shí)別人體的各個(gè)部位； 3) 自動(dòng)生成三維人體模型各個(gè)部位的空間包圍圓錐面； 4) 生成三維人體模型的二維人體輪廓線(xiàn)，包括左右前后四個(gè)面的輪廓線(xiàn)； 5) 讀入二維服裝紙樣； 6) 設(shè)置二維服裝紙樣的縫合信息，并將二維服裝紙樣進(jìn)行三角網(wǎng)格化； 7) 將二維服裝紙樣移到步驟4)所述二維人體輪廓線(xiàn)周?chē)奈恢茫? 8) 計(jì)算二維服裝紙樣相關(guān)的人體部位； 9) 將二維服裝紙樣映射到三維人體模型各個(gè)部位的空間包圍圓錐面上，獲得服裝紙樣 在人體模型周?chē)目臻g位置。2. 權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：在步驟1)中，三維人體模型用三角形網(wǎng)格曲面 或四邊形網(wǎng)格曲面表示。3. 權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：在步驟3)中，生成包圍圓錐面的人體部位包括 頸部、上身、手臂和腿，生成包圍圓錐面時(shí)，根據(jù)身體各部位的大小，沿身體部位的主軸方 向，計(jì)算出包裹該部位的最小圓錐面，并將它設(shè)置為該部位的包圍圓錐面。4. 權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：所述包圍圓錐面用圓柱面表示。5. 權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：在步驟4)中，三維人體模型的二維人體輪廓線(xiàn) 包括正面、后面、左面和右面的輪廓線(xiàn)，人體的輪廓線(xiàn)采用截面切割的方法獲得，具體方法 是：從頭頂?shù)侥_底依次用間隔很小的平面切割三維人體模型的各個(gè)部位，得到平面與人體 的相交截面，然后計(jì)算截面的前后左右的極值點(diǎn)坐標(biāo)，最后，將所有截面的極值點(diǎn)連接，投 影到二維平面中，獲得二維的人體輪廓線(xiàn)，顯示人體的二維輪廓線(xiàn)時(shí)，將左面、正面、右面、 后面的輪廓線(xiàn)依次按一定間隔顯示在二維平面中。6. 權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：在步驟5)中，二維服裝紙樣的邊界是由直線(xiàn)與 曲線(xiàn)組成的，二維服裝紙樣可以通過(guò)二維設(shè)計(jì)的方法直接設(shè)計(jì)得到，也可以是通過(guò)三維曲 面展開(kāi)的方法設(shè)計(jì)得到。7. 權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：在步驟6)中，二維服裝紙樣的縫合信息用于標(biāo) 明紙樣的哪些邊界是縫合在一起的，邊界的縫合信息設(shè)置可用交互的方法實(shí)現(xiàn)。8. 權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：在步驟8)中，二維服裝紙樣相關(guān)的人體部位是 通過(guò)二維服裝紙樣與二維人體輪廓線(xiàn)的相對(duì)位置計(jì)算出來(lái)的，根據(jù)二維服裝紙樣的位置， 可以判斷二維服裝紙樣落在哪個(gè)視圖的輪廓線(xiàn)上，然后計(jì)算二維服裝紙樣與人體特征線(xiàn)和 輪廓線(xiàn)的相對(duì)位置，判斷二維服裝紙樣落在人體的哪個(gè)部位上。
【專(zhuān)利摘要】一種三維服裝紙樣的空間位置自動(dòng)設(shè)置方法，讀入一個(gè)三維人體模型；生成三維人體模型的特征點(diǎn)和特征線(xiàn)，并識(shí)別人體的各個(gè)部位；自動(dòng)生成三維人體模型各個(gè)部位的空間包圍圓錐面；生成三維人體模型的二維人體輪廓線(xiàn)，包括左右前后四個(gè)面的輪廓線(xiàn)；讀入二維服裝紙樣；設(shè)置二維服裝紙樣的縫合信息，并將二維服裝紙樣進(jìn)行三角網(wǎng)格化；將二維服裝紙樣移到步驟4)所述二維人體輪廓線(xiàn)周?chē)奈恢?；?jì)算二維服裝紙樣相關(guān)的人體部位；將二維服裝紙樣映射到三維人體模型各個(gè)部位的空間包圍圓錐面上，獲得服裝紙樣在人體模型周?chē)目臻g位置。該方法具有速度快、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】G06T17/30
【公開(kāi)號(hào)】CN105513135
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510583218
【發(fā)明人】張東亮, 李基拓, 金小剛, 高宇
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年9月15日