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.

基于切割路径树优化的三角化网格曲面自动切割

为了减少曲面展开后的变形和优化切割路径,提出了一种三角化网格曲面的自动切割算法.该方法将导入的曲面切割成带单一边界环的流形曲面,在高斯曲率较高的顶点和曲面边界之间生成切割路径.切割路径的生成有两个约束条件,即尽可能短而直,且尽可能经过曲面的棱边.曲面边界和众多的切割路径构成了初始切割路径树;在此基础上优化切割路径树,删除短小切割路径,并使优化后的切割路径树尽可能光滑;由优化后的切割路径树对曲面进行一次性切割,得到具有良好可展性的网格曲面.实验表明,该算法执行效率高、切割效果好.

服装CAD中三维人体建模技术的研究及应用

根据服装CAD的要求,提出了一种基于截面环求取三维人体模型的建模方法,对读入的人体扫描数据进行特征识别后,按特征点位置确定若干个截面与人体求交,再对每一截面环等距离散,生成规则的人体网格模型,通过特征尺寸的调整以保证建模结果的精确度。与此同时,运用截面环数据,提取人体模型各部位的关节点,实现了由关节点驱动的人体动态建模。上述人体模型应用于服装设计及模拟,取得了良好的效果。

基于非线性最优化的服装混合维度放码方法

通过比较二维放码和三维放码的优缺点,提出了一种混合维度放码方法,将需要放码的二维裁片映射到三维人体上形成衣片,当三维人体变形时,对应的衣片也相应地发生变形.以三维衣片和二维裁片的边角特征作为放码的约束条件,构造非线性目标函数,问题转化为求解有约束的极小化问题,经过数学变换,问题最终转化为求解非线性方程组.多边形具有直角坐标和局部标架2种表示方法,充分结合直角坐标法便于添加放码约束以及局部标架法计算简便并具有良好收敛性的优点,利用局部标架法设定初值,通过直角坐标法实现对问题的最终求解.在求解迭代过程中通过对某些边和角的纠正来达到较好的放码结果.实例表明该方法非常有效.

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。

基于表面微结构与BRDF的真实感渲染

物体表面细微结构(Mesostructure)对于表现物体表面的形状起着非常重要的作用。如何有效表现物体的表面微结构一直都是计算机图形学领域研究的一个重要课题。文中提出了一种基于光线跟踪的表面微结构渲染方法。该方法通过首先构造一张表面微结构的网格,然后在该网格上进行光线跟踪决定表面微结构上的自阴影和遮挡,最后使用测量得到的BRDF数据确定表面在不同视角和光线角度下的反射系数,能很真实地渲染出物体表面的细微结构和光泽特性。

Pattern design on 3D triangular garment surfaces

This paper focuses on a pattern design method for a 3D triangular garment surface. Firstly, some definitions of 3D style lines are proposed for designing the boundaries of patterns as drawing straight lines or splines on the triangular surface. Additionally some commonly used style lines are automatically generated to enhance design efficiency. Secondly, after style lines are preprocessed, a searching method is presented for quickly obtaining the boundaries and patches of a pattern on the 3D trian- gular surface. Finally a new pattern design reuse method is introduced by encoding/decoding the style line information. After style lines are encoded, the pattern design information can be saved in a pattern template and when decoding this template on a new garment surface, it automates the pattern generation for made-to-measure apparel products.

一种编织物三维模拟的新方法

首先从编织物的结构中提取出三种基本编织结构:Knit、Tuck、Welt,并对这三种结构进行模型构造;然后分析纹理图案的bmp图片,从中得到编织物针法数据;接着把这三种基本结构按照得到的针法数据连接起来,生成一条条粗糙的纱线中心线,并由此得到粗略的编织物框架;再从纱线的每个结构中选取一定的点作为控制点,由这些控制点生成NURBS曲线,得到精确、平滑的纱线中心线;然后构造纱线的横截面,根据横截面生成纱线表面的三角面片;最后按照每条纱线的颜色显示这些面片,从而生成逼真的编织物模拟效果。同时,运用弹簧-质点模型,模拟了编织物受到拉力后变形的情况。