基于实例的虚拟试衣方法研究

摘要

服装是创造美好时尚生活的基础性消费品，可以集中体现人类文化创意、技术进步和时代的变迁。由于服装的结构特性以及蔽体功能，使得人们在日常生活中更换衣服需要繁复的程序以及隐蔽的空间，从而导致了购物时的诸多不便。随着计算机硬件的不断发展以及虚拟现实技术的日益成熟，人们已经可以构建虚拟的人物和服装，虚拟试衣技术也应运而生。虚拟试衣技术一方面满足了日常生活中人们的快速试衣需求，另一方面也为虚拟人物的快速着装更替提供了技术支持，在线下试衣，远程试衣，游戏娱乐以及影视动画等领域得到越来越广泛的应用。
　　三维虚拟试衣为用户360度地呈现三维虚拟人试衣效果，该技术的关键在于如何把任意一种款式的衣服穿着在试穿者身上，然后对穿着的效果进行模拟。本文分为三步实现试穿:首先，基于人体建模软件、服装设计软件以及服装动画技术，生成人模实例样本数据和服装实例样本数据;其次，基于数据驱动的方法进行变形预测，将标准尺寸的样品衣服变形至合身于目标虚拟人;最后，对试穿效果进行定性和定量评价。
　　本文取得以下成果:
　　1)提出一种基于服装款式迁移的变形特征提取方法。该方法提取的变形特征可以使虚拟服装随着人模体型的变化而产生形变，并在变形中保持原有的款式褶皱特征。由此，可以保证不同体型的用户拥有符合其预期的试衣体验。
　　2)提出一种基于数据驱动的试穿模拟方法，并基于此方法模拟了静态试穿和动态试穿效果。首先基于真实人体的体型和姿势特征，构建多种体型和姿势的虚拟人，并通过衣片缝合技术为试穿者制作三维服装。其次，基于三维模型的网格表示法，定义一种三角网格之间的仿射变换，建立服装之间的变换模型，并基于上述变形特征提取方法，从大量仿射变换中提取服装变形。最后将服装变形作用于三维样衣，得到风格款式一致的真实试衣效果。
　　基于上述数据驱动的试穿模拟方法，本文选用20款服装作为服装样本，构建了静态的A-pose虚拟人、连续运动的虚拟人和复杂姿势的虚拟人的人模、服装实例集，并选用8款新的服装作为试衣的样品衣服，模拟了静态试穿和动态试穿效果。
　　3)提出了一种试穿效果评价方法，并对实验结果进行了评价。本文对于试穿效果的评价依据是服装的合身度、真实感以及款式改变程度。其中，服装的合身度和真实感通常通过人眼观察，款式改变程度可以通过服装的离散曲率的变化来衡量。实验表明，本文方法在梨形体型，苹果体型以及小孩体型虚拟人上都有不错的试衣效果。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 研究内容

1．4 主要贡献

1．5 论文结构

第2章 研究现状分析

2．1 人体建模方法

2．2 服装建模技术

2．3 虚拟试衣技术

2．3．1 基于图像的虚拟试衣

2．3．2 三维虚拟试衣技术

2．4 小结

第3章 模型实例数据生成

3．1 人体模型实例数据生成

3．1．1 虚拟人体型

3．1．2 虚拟人姿势

3．2 服装模型实例数据生成

3．2．1 虚拟服装采集

3．2．2 A-pose虚拟人的服装实例

3．2．3 复杂姿势虚拟人的服装实例

3．3 小结

第4章 基于数据驱动的款式迁移变形技术研究

4．1 研究思路

4．2 仿射变换

4．2．1 仿射变换定义

4．2．2 仿射变换映射

4．3 变形特征提取

4．3．1 服装变形定义

4．3．2 机器学习的降维技术

4．3．3 变形求解

4．4 虚拟试衣算法

4．4．1 算法流程

4．4．2 试穿效果预测

4．4．3 试衣服装的穿透修正

4．5 小结

第5章 多场景虚拟试衣实验

5．1 对比方法介绍

5．2 实例数据准备

5．2．1 虚拟人实例

5．2．2 虚拟服装实例

5．3 虚拟试穿实验

5．3．1 A-pose虚拟人的试衣

5．3．2 连续运动虚拟人试穿实验

5．3．3 复杂姿势虚拟人的试衣

5．4 小结

第6章 结束语

6．1 本文工作总结

6．2 未来工作及展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢