动态实时虚拟试衣及图像驱动的三维模型变形

摘要

增强现实是在计算机视觉、人机交互技术、图形图像技术基础之上发展起来的一类应用。它通过添加、修改、美化等手段增强从现实世界中获取的图像声音等数据，并再度反馈给用户，使用户从中获得更多信息和体验。
　　本文提出并实现了一种基于增强现实技术的虚拟试衣系统，与业内同类的虚拟试衣系统相比，本系统的信息处理过程更为智能，交互更为自然，试衣效果也更为逼真。该系统通过将真实的人体影像与虚拟的衣物叠加融合，呈现出用户试穿服装后的效果;具备较强的实时性和动态性，虚拟衣物可以根据用户的行为动作而产生出与真实衣物相似的摇摆、飘曳、褶皱等效果。
　　该系统首先利用Kinect获取人体的关节点位置和深度图，并从深度图中提取人体的轮廓点;然后，以这些轮廓点为参照，生成与用户体型相符的三维人体模型。随后，将关节点的位置映射至三维人体模型上，使人体模型拥有与用户相同的姿态。人体模型用以驱动虚拟衣物，通过物理仿真计算，使衣物表现出布料的效果。最后，渲染虚拟衣物模型，并把衣物渲染结果图像与Kinect获取的视频图像叠加融合，得到最终的试衣效果图像。
　　本文还提出了一种图像驱动的人体三维模型变形算法，使得试衣系统具备“量体裁衣”的功能，效果更为真实，克服了同类型产品的不足，进一步提升系统的实用性。该算法基于模型均值编码技术，应用隐马可夫链方法寻找轮廓点与人体模型匹配关系，并且通过模型简化加速变形过程，生成与用户体型相符的人体三维模型。
　　本文最后展示了根据本文思路设计的虚拟试衣原型系统，验证了此类系统的可行性。结果表明，基于增强现实技术构建的虚拟试衣能够给予用户逼真的试衣体验，效果达到甚至超过同类型产品水平，具有较强的应用创新性。