二维碰撞感知的单张图像参数化人体与服装重构

已有的基于图像的人体与服装重构大都不考虑身体与衣物之间的交互,导致独立重构结果互相穿刺.本文提出一个二维碰撞感知的从单张图像重构人体与服装的优化方法,利用SMPL和TailorNet参数化模型来分别表示人体和衣服的三维形状,进而建立约束能量求解人体形状参数,运动参数和服装细节控制参数.我们的方法在初始化阶段对输入图像进行了语义分割以及二维关节点的估计,并采用human mesh recovery初步估计人体的形状与运动参数作为能量优化的初始值.我们的能量优化由两部分构成:其一是形状与姿态约束,利用图像中人体的关节位置和着装人体区域对三维参数化模型的投影的关节位置和投影区域进行约束,保证重建模型与图像在形状与姿态上的一致性;其二是人体与衣服的碰撞约束,引入重构人体与服装模型的二维投影区域间的误差对人体与衣服进行碰撞约束,以避免相互穿刺,考虑到基于投影的约束对视点敏感,我们在三维空间中进行视点采样,从而建立多视角的二维投影约束.考虑到能量中包含了TailorNet,不容易计算梯度,我们利用爬山法交替地对人体形状,姿态和服装尺寸参数进行优化求取最优解.最后,通过一系列实验对本文方法和最近的一些相关工作进行了定性和定量分析,结果表明本文方法能有效缓解人体与服装穿刺,重构精度也更高。

基于特征线的三维服装部件参数化造型

基于特征线的服装三维造型方法有诸多优点,但是现有服装模型并不能很好地支持服装参数化设计.为此将参数化造型方法引入三维服装部件造型中,以得到参数化的服装部件.基于光顺人体模型,依据服装部件特点设计服装特征线,将特征线分为截面环和轮廓线,依次通过截面环和轮廓线的生成与调整、特征线综合调整和特征线添加约束3个步骤,得到服装特征线框架;并对该框架利用曲面插值方法得到服装曲面模型.实例结果表明,文中方法功能强大、方便灵活.

部件化构建的三维服装快速编辑方法

直接设计一个三维服装模型不仅耗时而且需要专业服装设计知识。为简化这一复杂的建模过程,提出基于部件化构建的三维服装快速编辑方法,其关键在于通过分割和融合的网格编辑技术从已有的服装模型中快速构建新的三维服装模型。首先按照服装分类分割出不同类型的服装部件。其次基于分割出的三维服装部件以及已有的服装模型,建立部件间以及部件与模型间的几何约束关系,把二维均值坐标插值方法应用到三维服装网格融合中,把方程数值求解问题转化为线性插值问题,避免求解线性方程组。最后根据柔性服装的特征,构造适于柔性服装光滑保形变换的方法。实验结果表明,该算法在不影响融合效果的前提下可以提高融合的效率,能够有效地实现三维服装的快速编辑。

参数约束在服装样板智能设计技术中的应用

针对服装样板智能设计领域中的关键技术,提出了一种参数约束方法与实现理论.该理论是通过设定服装样板设计中存在的参数约束关系,建立样板参数约束图,分析参数数据存储结构,并进行样板参数约束求解,然后在数字化服装CAD制板系统基础上,利用计算机编程最终实现服装样板智能设计.最后以女装上衣前片原型的纸样设计过程为例进行验证,结果证明参数约束方法能有效支持对服装样板的交互式智能设计,使服装CAD智能化程度进一步提高.

三维虚拟服装缝合技术研究

讨论三维计算机辅助服装设计系统中二维衣片转换为三维服装的有关技术问题 .针对实现三维场景中服装的缝制及再现服装穿着的真实效果进行了深入研究 .对于二维服装衣片的离散问题 ,提出基于正则栅格法思想的四边域网格剖分算法 ,界定了对位缝合和褶皱缝合的新概念 ,通过相应的边界调整方案解决了复杂服装的缝制问题 ;在缝合模拟过程中 ,分析衣片缝合前后缝合力的作用 ,并给出不同阶段的约束处理方法 ;最后针对服装同人模之间的碰撞 ,提出一个基于层次剖分法、融合包围盒检测技术特点的碰撞检测加速算法 .这些技术均在三维虚拟服装缝制模拟系统中得以验证 .

基于约束图的三维服装约束问题求解

采用样条曲线作为基本几何元素,建立了三维服装几何约束关系。以此为基础构造了三维服装的约束图,有效地表达了几何元素及其相互关系。提出了基于约束图的改进的三维服装几何约束求解方法,完成了构造服装和对服装的交互参数化修改问题。通过应用实例将参数化方法向高层次图素进行了推广,并成功应用于服装CAD系统中,运行效果良好。

基于草图交互的个性化服装生成方法

以建立和交互修改三维服装草图为设计手段,提出在三维人体模型上生成三维个性化服装的参数化造型方法.服装草图由2种基本几何元素组成:体现人体围度信息的封闭样条曲线和体现人体在高度方向上曲面形状过渡的不封闭样条曲线.将服装草图约束分为2类4种:一类是体现服装宽松程度的人体与服装曲面之间的间隙约束;另一类是服装几何元素本身之间的共点、共面与对称约束.从人体的特征点出发,通过间隙约束生成服装草图的几何元素;在共点、对称和共面约束下,由服装草图几何元素建立拓扑结构为四边网格的服装草图.服装草图的交互修改是草图约束维护的过程,构建侧视图、正视图、断面图3个视图组成草图修改平台,在平台上交互编辑特征曲线.服装曲面则以三维草图为框架,通过对四边网格双线性Coons曲面插值生成.提供的设计方法使服装的造型变得简洁、灵活.

基于路径理论的服装模型约束求解技术

为了确定复杂的服装约束系统求解顺序,根据图论路径理论,并结合曲线约束系统求解特点,给出相关矩阵运算规则和路径确定的层次法则、包含法则、自治法则、累加法则.服装特征框架(GFF)是服装曲面生成的基础,也是服装约束求解的对象.将服装特征框架(GFF)表示为服装约束简单图(GCG),描述了服装约束定义及分类,给出每个约束的约束权值,进而给出GCG的邻接矩阵(GCGM).当修改某元素后,通过对GCGM的一系列处理和路径确定法则的具体应用,确定该元素对应的服装约束求解路径,按照求解路径搜索最终完成其他元素的修改,从而生成新的GFF.服装约束求解实例说明了该算法的有效性.

服装参数化设计中的碰撞检测技术研究

服装参数化设计中的碰撞检测属于静态碰撞检测,具有精确性和实时性的要求,服装约束系统的有效性也需要维护。将服装参数化模型分为4个层次,针对各个层次提出不同的碰撞检测要求。碰撞检测对约束求解产生影响,通过改变约束求解顺序或改变约束链,达到对约束系统有效性的维护。分片构建具有统一拓扑结构的服装初始网格曲面,利用分片细分技术构造服装显示网格曲面,通过对显示曲面的碰撞检测来提高碰撞检测精度,相应地依赖于显示曲面的服装款式切割线,也需要映射到服装初始网格曲面上。服装曲面细分碰撞对速度产生影响,利用分片分区技术并综合多种方法提高碰撞检测速度。对服装曲面的自碰撞检测和具有约束的碰撞精确反应,也给出了多种解决方法。实例表明,本文的算法是健壮和有效的,并在开发的服装3维设计系统中得到应用。

服装用图形限制关系描述语言-GCGL

文章设计了一种服装用图元限制关系描述语言GCGL。该语言是个体裁剪方式下,自动化修正模板衣片纸样时所需的重要工具。文章对GCGL的语法和操作语义进行了定义和描述。语言的基本图元定义简单,图元和限制规则的复合能力很强,语义定义容易理解和掌握。GCGL在实践应用过程中表现出很强的可扩展性和可移植性。

基于曲率约束的服装工业样板分割线提取方法

为了对曲率约束的服装工业样板分割线实施高分辨率捕捉,提出一种基于曲率约束的服装工业样板分割线提取方法.通过高斯函数对各个采样点进行加权,计算每个采样点的最近邻点集,利用双三次B样条曲面的最小拟合邻域点集构造近似原始曲面,并根据参数曲面估计曲率.结合曲率估计,对三维模型网格顶点的凹区域进行划分,由曲率值确定凹区域顶点连接边的权值,以最小权边作为细化算法的起始边,采用细化策略得到三维模型的分割线.测试结果表明,相比传统方法,所提方法能更加精准地提取服装工业样板分割线.

基于局部约束的服装变形方法研究

针对目前虚拟服装变形方法不能有效地解决局部不同程度变形的问题,提出一种基于局部约束的服装变形方法。首先,根据人体特征参数自定义构建虚拟人服装模型,并在此过程中对质点-弹簧模型和欧拉算法进行了改进;其次,对服装质点施加约束力,在质点原始的位置上添加改进的基函数,并引入约束权重来控制基函数的变化,从而求得质点的正确位置,实现局部不同程度的变形。实验结果表明,该局部约束方法取得了较好的变形效果。

基于AutoCAD参数化的个性化服装纸样生成

为解决服装制版领域中,服装纸样生成效率低、纸样修改重复性劳动繁重和不能很好地适应个性化需求等问题,提出一种新的基于参数化制版的个性化服装纸样快速生成方法。首先利用双圆弧拟合服装样版轮廓曲线,并结合AutoCAD的参数化功能构建参数化曲线约束模型,在此基础上建立参数化服装纸样。结果表明:双圆弧能够较为准确地拟合服装样版轮廓曲线;参数化曲线约束方法种类多且灵活,可适应所有服装样版轮廓曲线;通过该方法建立的参数化服装纸样稳定性好,其任意参数皆可修改,纸样修改高效、直观、便捷,提高了个性化服装纸样生成效率。